Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Zuren Doneren H +; Bases doneren OH-
- Arrhenius-zuren en basen worden gecombineerd om zouten te vormen
- Brønsted-Lowry generaliseert de zuur- / base-reactie
- Lewis generaliseert nog meer
Chemici hebben drie afzonderlijke theorieën over wat een zuur en een base is, maar er is geen verschil van mening over het feit dat ze elkaar neutraliseren. Wanneer ze in een wateroplossing worden gecombineerd, produceren ze een zout. Zuren en basen kunnen echter op andere manieren worden gecombineerd en als ze dat doen, is het product niet altijd een zout. Wanneer u bijvoorbeeld zink aan ammoniak toevoegt, resulteert de reactie in een complex ion. Tot de introductie van de Lewis-theorie van zuren en basen, zou dit niet eens als een zuur / basereactie worden beschouwd.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
In waterige oplossingen worden zuren en basen gecombineerd om elkaar te neutraliseren en een zout te produceren. Zuur-base reacties die niet in water voorkomen, produceren meestal ook zouten, maar ze kunnen ook complexe ionen produceren.
Zuren Doneren H +; Bases doneren OH-
Volgens een theorie van Svante Arrhenius. een Nobelprijs winnende natuurkundige en scheikundige, een zuur in oplossing schenkt een H+ ion in water. De ionen drijven niet vrij rond, maar hechten zich in plaats daarvan aan watermoleculen om hydroniumionen te vormen (H3O+). De pH van een oplossing, die verwijst naar de "kracht van waterstof", is een maat voor het aantal aanwezige ionen. pH is een negatieve logaritme van concentratie, dus hoe lager de pH, hoe hoger de concentratie van deze ionen en hoe zuurder de oplossing. Basen daarentegen geven hydroxide af (OH-) ionen. Wanneer een oplossing overwegend hydroxide-ionen heeft, is de pH hoger dan 7 (het neutrale punt) en is de oplossing alkalisch. Zuren en basen die zich op deze manier gedragen, staan bekend als Arrhenius-zuren en basen. Waterstofchloride (HCl) is een voorbeeld van een Arrhenius-zuur en natriumhydroxide (NaOH) is een Arrhenius-base.
Arrhenius-zuren en basen worden gecombineerd om zouten te vormen
Wanneer u een Arrhenius-zuur en base in dezelfde oplossing combineert, combineren de positief geladen hydroniumionen met de hydroxide-ionen om water te produceren en de resterende ionen combineren om een zout te produceren. Als alle beschikbare ionen op deze manier worden gecombineerd, wordt de oplossing pH-neutraal, wat betekent dat het zuur en de base elkaar neutraliseren. Het bekendste voorbeeld is het oplossen van waterstofchloride en natriumhydroxide in oplossing om vrij natrium (Na+) en chloride (Cl-) ionen. Ze vormen samen NaCl of gewoon keukenzout. Dit proces wordt hydrolyse genoemd.
Brønsted-Lowry generaliseert de zuur- / base-reactie
Een paar chemici, Johannes Nicolaus Brønsted en Thomas Martin Lowry, introduceerden in 1923 onafhankelijk een meer algemeen begrip van zuren en basen. In hun theorie is een zuur een verbinding die een proton doneert (H+) terwijl een base een verbinding is die er een accepteert. Dit concept breidt de Arrhenius-definitie uit om rekening te houden met zuur-base reacties die niet voorkomen in waterige oplossing. Volgens de Brønsted-Lowry-definitie is de reactie tussen ammoniak en waterstofchloride om het zoutammoniumchloride te produceren een zuur-base reactie waarbij geen uitwisseling van hydronium- of hydroxide-ionen plaatsvindt. Het zou niet worden beschouwd als een zuur-base reactie onder de Arrhenius-definitie. Bronsted-Lowry zuur-base reacties produceren niet altijd water, maar ze produceren nog steeds zouten.
Lewis generaliseert nog meer
Ook in 1923, G.N. Lewis van UC Berkeley heeft de definitie van zuren en basen aangepast om rekening te houden met reacties die niet konden worden verklaard met behulp van het Brønsted-Lowry-concept. In de Lewis-theorie zijn basen elektronenpaardonoren terwijl zuren elektronenpaaracceptoren zijn. Deze opvatting helpt bij het verklaren van reacties die optreden, niet alleen tussen vaste stoffen en vloeistoffen, maar ook gassen, als zuur-base reacties. In deze theorie is het reactieproduct mogelijk geen zout. De reactie tussen zinkionen en ammoniak produceert bijvoorbeeld tetraamminezink, een complex ion.
Zn2++ 4NH3→4+.