Hvordan kompletterer Brönsted-Lowry-modellen Arrhenius-modellen?

Brönsted og Lowry komplementerte Arrhenius -modellen og utvidet konseptene til sure stoffer og basisstoffer

Hva er Brönsted-Lowry og Arrhenius-modeller?

Både Arrhenius's Model og Brönsted-Lowry beskriver to typer veldig viktige stoffer: syrer og baser. Begge deltar i biologiske prosesser og er en del av nyttige medisiner og forbindelser.

Syrer har en karakteristisk sur smak, mens basene føles såper å ta på. I lang tid var disse sensoriske forskjellene de som hjalp til.

Arrhenius-base Arrhenius-modellen sier at et stoff er:

• Syre, Hvis du frigjør protoner (hydrogenioner h⁺) eller hydronio H -ioner₃ENTEN⁺ I vandig løsning.
• Utgangspunkt, Når du produserer hydroksydioner (OH^-), også i vandig løsning.

Denne definisjonen er bare begrenset til vandige oppløsninger. Derfor forklarer det ikke hvordan andre stoffer også oppfører seg som syrer eller baser, selv uten å bli oppløst i vann eller ikke inneholder hydrogen- eller hydroksydioner.

Derfor, to kjemikere, en dansk, kalt Johannes Brönsted (1879-1949) og en annen engelsk, Thomas Lowry (1874-1936), utvidet uavhengig definisjonene av Arrhenius, til å inkludere saker som ikke er tenkt på dette.

I følge den nye teorien er definisjonen av syrer og baser som følger:

• Syre Det er enhver kjemisk art som gir protoner (hydrogenioner h⁺) til et annet stoff.
• Utgangspunkt, Kjemiske arter som aksepterer protoner (hydrogenioner h⁺) fra et annet stoff.

Sodas bikarbonat er en base og eddik, en syre. Når du reagerer, produseres karbondioksidbobler, et salt- og vannacetat salt og vann. Kilde: Wikimedia Commons

Arrhenius modell

I sin doktorgradsavhandling utdypet Svante Arrhenius en teori om Elektrolytisk dissosiasjon. I følge dette er det stoffer som viser elektrisk ledningsevne når de er i en vandig løsning, det vil si at de utfører strøm.

Kan tjene deg: syrer og baser i hverdagen: reaksjoner, bruksområder, eksempler

Disse stoffene er Elektrolytter. Eksempel på dem er vanlig salt, eller natriumklorid, oppløst i vann, som produserer ioner (Kjemiske arter med nettbelastning) i løsningen.

Når det gjelder natriumklorid i vann, er den tilsvarende reaksjonen:

NaCl → Na⁺ + Cl^-

Tilsvarende, for en base som NaOH -natriumhydroksyd, i vandig løsning, er elektrolytisk dissosiasjon:

NaOH → Na⁺ + Åh^-

Og for en syre, også i vandig løsning, for eksempel HCl -saltsyre, har du:

HCl → Cl^- + H⁺

Oppførselen til elektrolytter i vandig oppløsning førte til at arrhenius klassifiserte stoffer som syre som når de blir oppløst i vann, frigjør protoner og som baser, som ioner frigjør OH^-. Derfor kalles de henholdsvis arrhenius syrer og baser.

Fordelen med denne teorien blir avslørt i nøytraliseringsreaksjoner, der en syre og en basisbase kombineres. I prosessen forsvinner de karakteristiske ionene for hver type stoff, h⁺ I syrer og åh^- I basene, som produserer vann.

For eksempel er blandingen av en vandig løsning av HCl -saltsyre med et NaOH -natriumhydroksyd, et typisk eksempel på nøytraliseringsreaksjon:

HCl + NaOH → NaCl + H₂ENTEN

Reaksjonen mellom en syre og en basisbase, produserer et salt mer vann, stammer fra reaksjonen mellom H -ionene⁺ Og åh^-.

Begrensninger i Arrhenius -modellen

Arrhenius -modellen var nyskapende for å være den første som ga en kvantitativ definisjon av syre og base.

Kan tjene deg: Fysiske endringer

Tidligere bør skillet mellom en type stoff gjøres ved hjelp av sansene: hvis et stoff er bittert, for eksempel sitronsaft eller eddik, er det en syre; Hvis det er glatt eller såpe, er det en base.

Arrhenius slo fast at syrer inneholder hydrogen som, når de oppløses i vann, øker konsentrasjonen av hydrogenioner eller rene vannprotoner. På den annen side, ved å løse opp en base, øker OH -ionekonsentrasjonen^-.

Modellen har imidlertid viktige begrensninger:

-Begrepet syre og base brukes bare i vandige oppløsninger, men det er kjent at det er andre stoffer som er i stand til å oppføre seg som det ene eller det andre, selv i fravær av vann.

-Det er syrer som ikke inneholder hydrogen (for eksempel CO₂ Og så₃) og baser uten hydroksydioner (for eksempel ammoniakk).

-I praksis forblir ikke hydrogenioner eller protoner, positivt lastet, gratis i løsningen. De tiltrekker elektrisk vannmolekyler, som er polare, noe som forårsaker hydronium H -ioner₃ENTEN⁺.

Brönsted-Lowrys modell

Arrhenius's Acid-Base-base-begrensninger gjorde det nødvendig å utvide konseptene. Derfor, i 1923, var Johannes Brönsted og Thomas Lowry enig, uavhengig og nesten samtidig, at syren eller den grunnleggende karakteren til et stoff er gitt av dens evne til å gi eller akseptere protoner.

På denne måten består nøytraliseringsreaksjoner ganske enkelt av overføring av protoner mellom syre og base. Den første er i stand til å donere protoner, og den andre er klar til å godta dem.

Skjematisk ville nøytraliseringsreaksjonen være slik:

Syre₁ + Utgangspunkt₂ → syre₂ + Utgangspunkt₁

Brönsted-lavesyrer og baser

Sammenligning av definisjonen av syre gitt av hver modell, konkluderes det med at Arrhenius-syrer også er Brönsted-Lowry Acids. Men det vil bli husket at det er stoffer, for eksempel ammoniakk, som oppløses i vann oppfører seg som en base, selv uten å ha hydroksydioner.

Kan tjene deg: kvikksølvhydroksid: struktur, egenskaper, bruksområder, risikoer

Med definisjonen av Brönsted-Lowry blir den grunnleggende oppførselen til ammoniakk i vann forklart fordi NH-ammoniakkmolekylet₃ Godta et ion h⁺ vann, og dette oppfører seg som en Brönsted-Lowry Acid.

Reaksjonen av ammoniakk og vann, i vandig løsning, er:

NH₃ + H₂Eller ⇔ NH₄⁺ + Åh^-

Den doble pilen betyr at reaksjonen er reversibel.

På denne måten utfyller Brönsted-Lowry-modellen at Arrhenius, inkludert tilfeller som opprinnelig ikke tenkte på.

Amfotente stoffer

Vann oppfører seg som Brönsted-Lowrys syre når den reagerer med en ammoniakkløsning, men det er også i stand til å oppføre seg som et Brönsted-lavbasis, som i neste reaksjon, mellom saltsyre og vann:

HCl + H₂O → h₃ENTEN⁺ + Cl^-

Når et stoff har en dobbel oppførsel, det vil si at det kan være syre eller base i henhold til forbindelsen som det reagerer, kalles det Amphothera.

Andre amfotente stoffer, i tillegg til vann, er bikarbonionion og aminosyrer.

Referanser

1. Syrer og baser. Hentet fra: FQ.Iespm.er.
2. Atkins, p. (2007). Prinsipper for kjemi. 3. Utgave. Pan -American Medical Editorial.
3. Chang, R. (2013). Kjemi. 11va. Utgave. McGraw Hill.
4. Khan Academy. Bronsted-lavsyrer og baser.
5. Ripoll, e. Syrer og baser. Descartes Project. Hentet fra: Projectodescartes.org.