Hapete ja aluste teooriad Lewise, Brönsted-Lowry ja Arrhenius teooria

The hapete ja aluste teooriad Nad algavad Antoine Lavoisieri poolt 1776. aastal antud kontseptsioonist, kellel oli vähe teadmisi tugevatest hapetest, sealhulgas lämmastik- ja väävelhapetest. Lavoisier väitis, et aine happesus sõltus sellest, kui palju hapnikku see sisaldas, kuna ta ei teadnud vesinikhalogeniidide ja teiste tugevate hapete tegelikke koostisi..

Seda teooriat käsitleti happe tõelise määratlusena juba aastakümneid, isegi kui teadlased nagu Berzelius ja von Liebig tegid muudatusi ja pakkusid muid visioone, kuid kuni Arrhenius saabus, ei hakanud ta selgemalt selgitama, kuidas happed ja alused töötasid.

Arrheniuse järgselt arendasid füüsikud Brönsted ja Lowry iseseisvalt oma teooriat, kuni Lewis tuli selle täiustatud ja täpsema versiooni esitamiseks..

Seda teooriate kogumit kasutatakse siiani ja need on need, mis aitasid kaasa moodsale keemilisele termodünaamikale.

Indeks

• 1 Arrheniuse teooria
• 2 Brönstedi ja Lowry teooria
• 3 Lewise teooria
• 4 Viited

Arrheniuse teooria

Arrheniuse teooria on esimene kaasaegne hapete ja aluste määratlus ning seda pakkus välja 1884. aasta sama nimega füüsikalis-keemiline aine..

See tähendab, et hape suurendab H ioonide kontsentratsiooni⁺ vesilahustes. Seda saab näidata vesinikkloriidhappe (HCl) dissotsiatsiooni näites:

HCl (ac) → H⁺(ac) + Cl^-(ac)

Arrhenius on seisukohal, et alused on need ained, mis vabastavad vees lahutamisel hüdroksiidioone; see tähendab, et see suurendab OH ioonide kontsentratsiooni^- vesilahustes. Arrheniuse aluse näide on naatriumhüdroksiidi lahustumine vees:

NaOH (ac) → Na⁺(ac) + OH^-(ac)

Teooria ütleb ka, et sellisena ei ole H-iioone⁺, kuid seda nomenklatuuri kasutatakse hüdroniumiooni tähistamiseks (H₃O⁺) ja seda nimetati vesinikiooniks.

Leeliselisuse ja happesuse mõisteid selgitati ainult hüdroksiidi ja vesinikioonide kontsentratsioonidena ning teisi happe ja aluse liike (nende nõrgad versioonid) ei selgitatud..

Brönstedi ja Lowry teooria

Seda teooriat arendasid iseseisvalt kaks füüsikalis-keemilist ainet 1923. aastal, esimene Taani ja teine ​​Inglismaal. Mõlemal oli sama nägemus: Arrheniuse teooria oli piiratud (kuna see sõltus täielikult vesilahuse olemasolust) ja ei määratlenud õigesti, milline oli hape ja alus.

Seetõttu töötasid keemikud vesinikiooni ümber ja väitsid: happed on ained, mis vabastavad või annetavad prootoneid, samas kui alused on need, mis aktsepteerivad neid prootoneid.

Nad kasutasid eeskuju, et näidata oma teooriat, mis sisaldas reaktsiooni tasakaalus. Ta väitis, et igal happel oli konjugeeritud alus ja et igal alusel oli ka konjugeeritud hape, nagu see:

HA + B ↔ A^- + HB⁺

Nagu näiteks reaktsioonis:

CH₃COOH + H₂O ↔ CH₃COO^- + H₃O⁺

Eelmises reaktsioonis äädikhape (CH₃COOH) on hape, sest see annab veele prootoni (H₂O), muutudes seeläbi selle konjugaadialuseks, atsetaatioon (CH₃COO^-). Vesi on omakorda alus, sest ta aktsepteerib äädikhappe prootonit ja muutub selle konjugeeritud happeks, hüdroniumiooniks (H₃O⁺).

See reaktsioon tagurpidi on ka happe-aluse reaktsioon, kuna konjugaathape konverteeritakse happeks ja konjugaadi alus muundatakse ja prootonite vastuvõtmisel samal viisil aluseks.

Selle teooria eelis Arrheniusega võrreldes on see, et happe ja aluse seletamiseks ei nõuta, et hapet eraldataks.

Lewise teooria

Füüsikalis-keemiline Gilbert Lewis hakkas 1923. aastal uurima uut hapete ja aluste määratlust, samal aastal, mil Brönsted ja Lowry pakkusid oma teooriaid nende ainete kohta..

Sellel 1938. aastal avaldatud ettepanekul oli eelis, et määratluse vesiniku (või prootoni) nõue eemaldati.

Ta ise oli oma eelkäijate teooria kohta öelnud, et "hapete määratluse piiramine vesinikuaineid sisaldavate ainetega piiras oksüdeerivate ainete piiramist nendega, kellel oli hapnik"..

Üldjoontes määratleb see teooria alused kui ained, mis võivad annetada elektronide paari, ja happed, mis saavad selle paari vastu..

Täpsemalt ütleb ta, et Lewise baas on selline, millel on elektronide paar, mis ei ole seotud selle tuumaga ja mida saab annetada, ning et Lewise hape on selline, mis võib vastu võtta vabade elektronide paari. Lewise hapete määratlus on siiski lahtine ja sõltub teistest omadustest.

Näiteks on trimetüülboraani (Me₃B) - mis toimib Lewise happena, kuna tal on võime vastu võtta elektronide paari ja ammoniaaki (NH₃), mis võib annetada oma elektronivaba paari.

I₃B +: NH₃ → Mina₃B: NH₃

Lewise teooria suureks eeliseks on see, kuidas see täiendab redoksreaktsioonide mudelit: teooria näitab, et happed reageerivad alustega, et jagada paari elektroni, muutmata nende oksüdatsiooni numbreid. aatomid.

Teise eeliseks on see, et see võimaldab selgitada molekulide, näiteks boortrifluoriidi (BF) käitumist.₃) ja räni tetrafluoriid (SiF)₄), millel ei ole H-iioone⁺ ega OH^-, vastavalt eelmiste teooriate nõuetele.

Viited

1. Britannica, E. d. (s.f.). Encyclopedia Britannica. Välja otsitud britannica.com-st
2. Brønsted-Lowry happe-aluse teooria. (s.f.). Wikipedia. Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org
3. Clark, J. (2002). Hapete ja aluste teooriad. Välja otsitud aadressilt chemguide.co.uk