Protolytická teorie kyselin a základů Bronsted-Lowry

Protolytická teorie kyselin a zásad je na pokraji dvou věd - fyziky a chemie. S jeho pomocí jsou popsány vlastnosti a povaha všech zásad a kyselin. Vědci jsou rozděleni do dvou skupin látek, které vzájemně spolupracují.

Problém teorie

Protolytická teorie kyselin a zásad pomáhá vyřešit důležitý problém: předpovědět, které produkty se tvoří v důsledku jejich interakce a jak bude tato reakce pokračovat. K tomu přispívají odborníci kvantitativní a kvalitativní vlastnosti kyseliny a zásady.

V tomto případě existuje několik teorií, které odlišně interpretují to, co jsou kyseliny a zásady. V různých směrech hodnotí své další vlastnosti. V závěrečné analýze závisí na tom, jaký bude výsledek reakce.

Konceptuální chemické systémy

Protolytická teorie kyselin a zásad je velmi populární, když je třeba zjistit, jak se v přírodě vzájemně působí. To je široce používán v průmyslové praxi a vědecké oblasti. Teoretické znalosti účinků interakce kyselin a bází, koncepčních systémů určení chemie formace ovlivnit různé teoretické koncepty prakticky ve všech chemických oborech.

Vývoj znalostí o interakcích kyselin a bází

Protolytická teorie kyselin a zásad je jedním ze základů chemie. Klíčové pojmy byly poprvé formulovány vědci v 17. století. Současně se jejich obsah mnohokrát změnil a byl upraven.

Anglický chemik ze 17. století Robert Boyle věřil, že kyseliny jsou těla, jejichž atomy mají ostré výčnělky a základny jsou jejich póry. Proto, podle jeho názoru, celý neutralizační reakce je redukován na skutečnost, že kyslíkové výčnělky pronikly do pórů základen.

Poprvé teorie kyselin a zásad navrhla francouzská lékárna Nicola Lemeriová. V roce 1675 vydal "Chemický kurz", v němž podrobně popsal chemické a fyzikální vlastnosti látek na základě jejich tvaru a struktury. Lemery si představovala, že kyseliny mají ostrý páteř, kvůli kterému se objevují nepohodlí na kůži. Křestil základy alkalickými látkami, což naznačuje, že jejich struktura je porézní. Výsledkem jsou neutrální soli.

Již v XVIII století, další francouzská vědec Lavoisier Antaun související vlastnosti za přítomnosti kyselin v jejich složení atomů kyslíku. Rozpor demonstroval tuto hypotézu, poté, co anglický chemik Humphry Davy a jeho francouzský protějšek, Joseph Louis Gay-Lussac zjistila řadu kyselin, které neobsahují kyslík. Mezi nimi byl halogenovaný vodík nebo kyseliny kyanové. Současně bylo zjištěno velké množství sloučenin obsahujících kyslík, které neměly vlastnosti kyselin.

Současné reprezentace

Koncept protolytické teorie kyselin a zásad se významně změnil v 19. století. Chemici začali považovat za kyselinu pouze takové látky, které jsou schopné interagovat s kovy a uvolňovat vodík. K takovým závěrům přišel německý vědec Justus von Liebig v roce 1839. Je to ten, kdo je považován za jednoho ze zakladatelů agrochemie a organické chemie.

Souběžně se švédskou mineralog Jens Jakob Berzelius formuloval myšlenku, že by měly být léčeny kyselin na negativním nekovových oxidů, zatímco oxid s kladným nábojem základny. To pomohlo vysvětlit základní vlastnosti kyselin a zásad. To je důvod, proč kyselost a zásaditost Švédů se považuje za funkční vlastnost sloučenin. On byl první na světě, se pokusil předpovědět konečný efekt látek uvažujeme.

Hlavní ustanovení protolytické teorie kyselin a zásad byly formulovány po zveřejnění práce dalšího švédského chemiků, Svante August Arrhenius. V roce 1887 shrnul teorii disociace elektřiny. Poté byla skutečná příležitost popsat vlastnosti kyselin a zásad založených na produktech ionizace elektrolytů. A díky příspěvku rusko-německého chemik Wilhelma Friedricha Ostwalda byla teorie formulována pro slabé elektrolyty.

Ve 20. století Američtí vědci Cady, Franklin a Kraus odůvodnili teorii solvosystémů. To se začalo vztahovat jak na ustanovení Arrunius a Ostwald, tak i na všechna ostatní rozpouštědla, která se sama spojují.

Dnes Protolytické teorie kyselin nejúplněji kloubové Dane Johannes Nicolaus Bronsted a American Gilbert Newton Lewis, který se rovněž zabývá jaderné fyziky a termodynamiky.

Liebigova teorie

Podle teorie vodíku Liebiga je kyselina látka schopná reagovat s kovy, což vede k tvorbě vodíku. V tomto případě se koncept "nadace" Liebig vůbec nezaváděl.

Jako výsledek reakce vzniká vodík a sůl. Při reakci se silnými kyselinami se reakce projeví kovy. Teorie se dnes používá pouze k předpovědi interakce látek obsahujících vodík s kovy v rozpouštědlech.

Arrhenius-Ostwaldova teorie

Analýza, co je Protolytické teorie kyselin a zásad Arrheniova - Ostwald, na vědomí, že jsou všechny kyseliny látky, které ve vodném roztoku za vzniku vodíkové kationty. V tomto případě se považují za báze pouze látky, se kterými se kovový nebo amonný kation získávají ve vodném roztoku.

V důsledku reakce vzniká voda a sůl. Závislost je pozorována, když silné kyseliny interagují se silnými bázemi. Na základě této teorie bylo možné ospravedlnit rozdělení elektrolytů a také stanovení indexu vodíku, který byl rozšířen na alkalická média. Používá se také při hydrolýze solí a zásad obsahujících soli. Nicméně, méně často. Otázkou je, že to vyžaduje těžkopádné výpočty. Zatímco teorie protonů je mnohem jednodušší.

Teorie Bronsted-Lowryho

Protolitová teorie kyselin a základů Bronsted - Lowry se poprvé objevila v roce 1923. Bronsted a Lowry ji formulovali nezávisle na sobě. Vědci spojili pojmy kyselin a zásad v jediném celku.

Podle jejich představ jsou kyselinami molekuly nebo ionty, které v reakci hrají roli donorů protonů. Současně jsou základy pouze ty molekuly nebo ionty, které jsou schopny připojit protony. V této teorii byly stanoveny kyseliny a báze protolyty. Jaká je podstata?

Protolytická teorie kyselin a zásad v chemii snižuje přenos protonu z kyseliny na bázi. A v tomto okamžiku se kyselina, která ztratila protón, sama změní na základnu. A ona už může přidat svůj nový proton. Báze se v tomto okamžiku stává kyselým, čímž vzniká protonovaná částice.

Proto při každé interakci látek, které uvažujeme, se jedná o dva páry zásad a kyselin. Bronsted je nazývá konjugovanými. Toto jsou hlavní ustanovení, která nám umožňují formulovat protolytickou teorii kyselin a zásad. Protolytické reakce v tomto případě probíhají dvěma způsoby, protože každá látka v závislosti na podmínkách může být jak kyselina, tak báze.

Později Bronsted vyvinul teorii acidobazické katalýzy a Lowry pracoval na optické aktivitě organických sloučenin.

Teorie solvosystémů

Teorie solvosystémů se objevila ve vývoji myšlenek předložených Arrheniusem a Ostwaldem. Nejčastěji se používá při reakcích s protonovými rozpouštědly. Byla jí nabídnuta tři Američané - Cady, Franklin a Kraus.

Podle této hypotézy je základem iontové rozpouštědlo. Má schopnost rozpadat se na jednotlivé ionty v nepřítomnosti rozpouštědla. V tomto případě je kation a anion. První je lithium-iontový a druhý je lithium-iontový. Protonové rozpouštědlo použité v reakci je schopno přenést proton z jakékoliv neutrální kapalné molekuly do jiné. Výsledkem je vytvoření stejného množství aniontů a kationtů.

Produkt této reakce je rozpouštědlo a sůl.

Tato teorie se používá k předpovědi reakcí mezi kyselinami a bázemi v jakémkoliv rozpouštědle. Je také možné tyto procesy řídit rozpouštědlem. Teorie podrobně popisuje vlastnosti látek, které neobsahují kyslík a vodík.

Lewisova teorie

Teorie Lewise byla formulována v roce 1923. Byl založen na elektronických reprezentacích dostupných v té době ve vědě. S jejich pomocí bylo možné maximálně rozšířit definici báze a kyseliny.

V chemii existuje pojem "Lewisova kyselina". Jedná se o iont nebo molekulu, která má volné elektronové orbitaly, ke kterým mohou získat elektronické páry. Živým příkladem jsou protony - ionty vodíku, ionty některých kovů, některé soli a látky.

Pokud v Lewisově kyselině není žádný vodík, nazývá se to aprotická.

Teorie Usanovic

Nejobecnější teorie kyselin a zásad v roce 1939 formuloval sovětský chemik Michail Usanovič.

Je založen na představě, že jakákoli interakce mezi kyselinou a bází povede k reakci na sůl. Tak, kyselina je definována jako samotné částice se odštěpí z kationtů, včetně protonů, a také, aby se přes místo aniontů a především elektronů.

Současně je základem částic, který má schopnost propojit proton nebo jiný kation sám. Ale může také dát pryč elektronu nebo anionu. Zásadní rozdíl od teorie Lewis je to, že základem definic „báze“ a „kyselina“ není struktura elektronového obalu, a znaménko náboje částice.

Nicméně, v teorii Usanovich existují nedostatky. Hlavní z nich - velké množství zobecnění a fuzzy znění základních pojmů. Navíc tato teorie neumožňuje kvantitativní předpovědi důsledků interakce kyselin a bází.