W jaki sposób model Brönsted-Lowry uzupełnia model Arrheniusa?

Brönsted i Lowry uzupełnili model Arrheniusa, rozszerzając pojęcia kwaśnych substancji i substancji podstawowych

Jakie są modele Brönsted-Lowry i Arrhenius?

Zarówno model Arrheniusa, jak i Brönsted-Lowry opisują dwa rodzaje bardzo ważnych substancji: kwasy i podstawy. Oba uczestniczą w procesach biologicznych i są częścią przydatnych leków i związków.

Kwasy mają charakterystyczny kwaśny smak, podczas gdy podstawy odczuwają mydła w dotyku. Przez długi czas te różnice sensoryczne były tymi, które pomogły je rozróżnić, dopóki szwedzki chemik Svante Arrhenius (1859–1927), pod koniec XIX wieku, ilościowo ustalił rozróżnienie.

Model Arrhenius-base Arrhenius stwierdza, że ​​substancja jest:

• Kwas, Jeśli zwolnisz protony (jony wodoru h⁺) lub jony hydrono h₃ALBO⁺ W roztworze wodnym.
• Baza, Podczas produkcji jonów wodorotlenkowych (OH^-), również w roztworze wodnym.

Ta definicja jest ograniczona tylko do roztworów wodnych. Dlatego nie wyjaśnia, w jaki sposób inne substancje zachowują się również jak kwasy lub zasady, nawet bez rozpuszczania się w wodzie lub nie zawierają jonów wodoru lub hydroksydów.

Stąd dwóch chemików, jeden duński, o imieniu Johannes Brönsted (1879–1949) i inny angielski, Thomas Lowry (1874–1936), niezależnie rozszerzyło definicje Arrheniusa, aby uwzględnić przypadki, w których nie zastanawiał się nad tym.

Zgodnie z nową teorią definicja kwasów i zasad jest następująca:

• Kwas Jest to każdy gatunek chemiczny, który daje protony (jony wodoru h⁺) do innej substancji.
• Baza, Gatunki chemiczne, które akceptują protony (jony wodoru h⁺) z innej substancji.

Wodorowęglan sody to zasada i ocet, kwas. Podczas reakcji wytwarzane są bąbelki dwutlenku węgla, sól i wodę sól i wodę. Źródło: Wikimedia Commons

Model Arrheniusa

W swojej pracy doktorskiej Svante Arrhenius opracował teorię o Dysocjacja elektrolityczna. Zgodnie z tym istnieją substancje, które wykazują przewodność elektryczną, gdy znajdują się w roztworze wodnym, to znaczy przeprowadzają energię elektryczną.

Może ci służyć: kwasy i zasady w życiu codziennym: reakcje, zastosowania, przykłady

Te substancje są Elektrolity. Ich przykład to wspólna sól lub chlorek sodu, rozpuszczony w wodzie, która wytwarza jony (gatunki chemiczne z obciążeniem netto) w roztworze.

W przypadku chlorku sodu w wodzie odpowiednia reakcja wynosi:

NaCl → na⁺ + Cl^-

Podobnie dla podstawy takiej jak wodorotlenek sodu NaOH, w roztworze wodnym, dysocjacja elektrolityczna wynosi:

Naoh → na⁺ + Oh^-

A dla kwasu, również w roztworze wodnym, takim jak HCl Shydrochlorin, masz:

HCl → Cl^- + H⁺

Zachowanie elektrolitów w roztworze wodnym doprowadziło Arrheniusa do klasyfikowania substancji jako kwas^-. Dlatego są one nazywane odpowiednio kwasami i zasadami Arrheniusa.

Zaletą tej teorii ujawnia się w reakcjach neutralizacji, w których łącza się kwas i podstawa basiusa. W tym procesie znikają charakterystyczne jony każdego rodzaju substancji⁺ W kwasach i OH^- W podstawach, które wytwarzają wodę.

Na przykład mieszanina wodnego roztworu kwasu chlorowodorowego HCl z wodorotlenkiem sodu NaOH jest typowym przykładem reakcji neutralizacji:

HCl + NaOH → NaCl + H₂ALBO

Reakcja między kwasem a podstawą basius wytwarza sól więcej wody, powstała przez reakcję między jonami H⁺ I och^-.

Ograniczenia modelu Arrheniusa

Model Arrhenius był innowacyjny, ponieważ jako pierwszy oferował ilościową definicję kwasu i zasady.

Może ci służyć: zmiany fizyczne

Wcześniej rozróżnienie między jednym rodzajem substancji należy dokonać za pomocą zmysłów: jeśli substancja jest gorzka, taka jak sok z cytryny lub ocet, jest to kwas; Jeśli jest to śliskie lub mydlane, jest to podstawa.

Arrhenius ustalił, że kwasy zawierają wodór, który po rozpuszczeniu w wodzie zwiększają stężenie jonów wodoru lub czystej wody. Z drugiej strony, poprzez rozpuszczenie podstawy, stężenie jonów OH wzrasta^-.

Jednak model ma ważne ograniczenia:

-Pojęcie kwasu i zasady stosuje się tylko w roztworach wodnych, ale wiadomo, że istnieją inne substancje zdolne do zachowania jak jedna lub druga, nawet przy braku wody.

-Istnieją kwasy, które nie zawierają wodoru (na przykład Co₂ A więc₃) i zasady bez jonów wodorotlenkowych (takich jak amoniak).

-W praktyce jony lub protony wodoru, dodatnio załadowane, nie pozostają wolne w roztworze. Przyciągają elektrycznie cząsteczki wody, które są polarne, powodując jony hydronowe H₃ALBO⁺.

Model Brönsted-Lowry

Ograniczenia ARRHENIUS BASA BASEJ WYKONAŁO KOKCTIONA Rozszerzenie koncepcji. Dlatego do 1923 r. Johannes Brönsted i Thomas Lowry zgodzili się, niezależnie i prawie w tym samym czasie, że kwas lub podstawowy charakter substancji jest nadawany przez jego zdolność do wydania lub akceptacji protonów.

W ten sposób reakcje neutralizacji po prostu polegają na przeniesieniu protonów między kwasem a zasadą. Pierwszy jest w stanie przekazać protony, a drugi jest gotowy ich zaakceptować.

Schematycznie reakcja neutralizacji byłaby taka:

Kwas₁ + Baza₂ → kwas₂ + Baza₁

Brönsted-Lowry Acids and Bases

Porównując definicję kwasu podaną przez każdy model, stwierdza się, że kwasy Arrheniusa są również kwasami Brönsted-Lowry. Ale zostanie pamiętane, że istnieją substancje, takie jak amoniak, które rozpuszczają się w wodzie, zachowują się jak baza, nawet bez jonów wodorotlenkowych.

Może ci służyć: wodorotlenek rtęci: struktura, właściwości, zastosowania, ryzyko

W przypadku definicji Brönsteda-Lowry wyjaśniono podstawowe zachowanie amoniaku w wodzie, ponieważ cząsteczka amoniaku NH₃ Zaakceptuj jon h⁺ wody, a to zachowuje się jak Brönsted-Lowry Acid.

Reakcja amoniaku i wody w roztworze wodnym wynosi:

NH₃ + H₂Lub ⇔ nh₄⁺ + Oh^-

Podwójna strzałka oznacza, że ​​reakcja jest odwracalna.

W ten sposób model Brönsted-Lowry uzupełnia twórcę Arrheniusa, w tym przypadki, które pierwotnie nie rozważały.

Substancje amfotencjalne

Woda zachowuje się jak kwas Brönsteda-Lowry'ego, gdy reaguje z roztworem amoniaku, ale jest również w stanie zachowywać się jako podstawa Brönsteda-Lowry, jak w następnej reakcji, między kwasem chlorowodorowym a wodą:

HCl + H₂O → h₃ALBO⁺ + Cl^-

Gdy substancja ma podwójne zachowanie, to znaczy, może być kwasem lub zasadą według związku, z którym reaguje, nazywa się Amphothera.

Inne substancje amfotencjalne, oprócz wody, to jon wodorowęglanowy i aminokwasy.

Bibliografia

1. Kwasy i zasady. Źródło: FQ.IESPM.Jest.
2. Atkins, str. (2007). Zasady chemii. 3. Wydanie. Pan -american Medical Redaktorial.
3. Chang, R. (2013). Chemia. 11va. Wydanie. McGraw Hill.
4. Khan academy. Bronsted-Lowry Acids and Bases.
5. Ripoll, e. Kwasy i zasady. Projekt Descartes. Źródło: ProjectOdescartes.org.