Teoria protolike e acideve dhe bazave Bronsted-Lowry

Teoria protolite e acideve dhe bazave është në prag të dy shkencave në të njëjtën kohë: fizika dhe kimia. Me ndihmën e saj, përshkruhen vetitë dhe natyra e të gjitha bazave dhe acideve. Shkencëtarët janë të ndarë në dy klasa të substancave që ndërveprojnë me njëri-tjetrin.

Problemi i teorisë

Teoria protolite e acideve dhe bazave ndihmon në zgjidhjen e një problemi të rëndësishëm: të parashikojnë se cilat produkte janë formuar si rezultat i ndërveprimit të tyre dhe se si do të vazhdojë ky reagim. Për ta bërë këtë, ekspertët aplikojnë karakteristikat sasiore dhe cilësore të acidit dhe bazës.

Në këtë rast, ka disa teori që interpretojnë ndryshe se çfarë janë acidet dhe bazat. Në mënyra të ndryshme, ata vlerësojnë karakteristikat e tyre të tjera. Në analizën përfundimtare, kjo varet nga ajo që do të jetë rezultati i reagimit.

Sisteme kimike konceptuale

Teoria protolite e acideve dhe bazave është jashtëzakonisht popullor kur duhet të zbulohet se si ndërveprojnë në natyrë. Ajo përdoret gjerësisht në praktikën industriale dhe në fushën shkencore. Njohja teorike e pasojave të ndërveprimit të bazave dhe acideve përcakton formimin e sistemeve konceptuale të kimisë, prek të gjitha llojet e koncepteve teorike në pothuajse të gjitha disiplinat kimike.

Evolucioni i njohurive rreth ndërveprimeve të acideve dhe bazave

Teoria protolite e acideve dhe bazave është një nga thelbësore në kimisë. Konceptet kryesore u formuluan fillimisht nga shkencëtarët në shekullin e 17-të. Në të njëjtën kohë, përmbajtja e tyre pas kësaj ndryshoi shumë herë dhe u rishikua.

Një kimist anglez i shekullit të shtatëmbëdhjetë Robert Boyle besonte se acidet janë organet e të cilëve kanë atomet të zgjatura, dhe bazat janë poret e tyre. Prandaj, sipas mendimit të tij, i gjithë reagimi i neutralizimit zvogëlohet në faktin që zgjatjet e acideve depërtuan në poret e bazave.

Për herë të parë teoria e acideve dhe bazave u sugjerua nga farmacisti francez Nicola Lemeri. Në 1675 ai botoi "Kursi i Kimisë", në të cilën ai detajoi vetitë kimike dhe fizike të substancave bazuar në formën dhe strukturën e tyre. Lemery imagjinuar se acide kanë spines mprehta, për shkak të të cilit shfaqet siklet në lëkurë. Ai pagëzoi bazat me alkaline, duke supozuar që struktura e tyre është poroze. Si rezultat, formohen kripërat neutrale.

Tashmë në shekullin XVIII, një tjetër natyralist francez Antaun Lavoisier kishte lidhje me pronat e acideve në praninë e atomeve të oksigjenit në përbërjen e tyre. Dështimi i tij u demonstrua nga kimisti anglez Humphry Davy dhe homologu i tij francez, Joseph Louis Gay-Lussac, i cili identifikoi një numër të acideve që nuk përmbanin oksigjen fare. Midis tyre ishin halogjenuar halogjen ose cianid hidrogjeni. Në këtë rast, një numër i madh i komponimeve që përmbajnë oksigjen u gjetën të cilat nuk posedonin pronat e acideve.

Përfaqësime bashkëkohore

Koncepti i teorisë protolite të acideve dhe bazave ndryshoi dukshëm në shekullin e 19-të. Kimistë filluan të marrin në konsideratë si acide vetëm ato substanca që janë në gjendje të ndërveprojnë me metale dhe lirimin e hidrogjenit. Konkluzione të tilla u arritën nga shkencëtari gjerman Justus von Liebig në 1839. Është ai që konsiderohet si një nga themeluesit e agrokemisë dhe kimisë organike.

Paralelisht me atë, mineralogjia suedeze Jens Jacob Berzelius formuloi idenë se është e nevojshme t'i referohemi oksideve negative të jometaleve ndaj acideve, ndërsa bazat janë oksidet me një ngarkesë pozitive. Kjo ndihmoi në shpjegimin e vetive bazë të acideve dhe bazave. Kjo është arsyeja pse aciditeti dhe baziteti i suedezëve konsiderohet si një pronë funksionale e përbërësve. Ishte ai që për herë të parë në botë u përpoq të parashikonte forcën përfundimtare të substancave që po shqyrtojmë.

Dispozitat kryesore të teorisë protolike të acideve dhe bazave u formuluan pas publikimit të punës së një tjetër kimisti suedez, Svante August Arrhenius. Në vitin 1887, ai përmblodhi teorinë e shkëputjes së energjisë elektrike. Pas kësaj, pati një mundësi reale për të përshkruar vetitë e acideve dhe bazave të bazuara në produktet e jonizimit të elektroliteve. Dhe falë kontributit të kimistit ruse-gjerman Wilhelm Friedrich Ostwald, teoria u formulua për elektrolite të dobëta.

Në shekullin e njëzetë, shkencëtarët amerikanë Cady, Franklin dhe Kraus justifikuan teorinë e solvosistemeve. Filloi të zbatohej si për dispozitat e Arruniusit dhe Ostwaldit, ashtu edhe për të gjithë tretësit e tjerë që mund të bashkoheshin vetë.

Në ditët e sotme, teoria protolite e acideve është formuluar më së shumti nga Dane Johannes Nicolaus Brønsted dhe American Gilbert Newton Lewis, të cilët gjithashtu merren me fizikë bërthamore dhe termodinamikë.

Teoria Liebig

Sipas teorisë së Liebig hidrogjenit, acidi është një substancë e aftë të reagojë me metale, si rezultat i së cilës formohet hidrogjeni. Në këtë rast, koncepti i "fondacionit" Liebig nuk hyri fare.

Hidrogjeni dhe kripa formohen si rezultat i reagimit. Kur reagon me acide të forta, reagimi shfaqet me metale. Sot, teoria përdoret vetëm për të parashikuar ndërveprimin e substancave që përmbajnë hidrogjen me metale në tretës.

Teoria e Arrhenius-Ostwald

Duke kuptuar se cila është teoria protolite e acideve dhe bazave të Arrhenius-Ostwald, ne vërejmë se të gjitha substancat që formojnë kationet e hidrogjenit në një tretësirë ujore konsiderohen si acide në të. Në këtë rast, konsiderohen vetëm bazat e substancave me të cilat merret një kation metalik ose amoniak në zgjidhjen ujore.

Si rezultat i reagimit, formohen uji dhe kripa. Një varësi vërehet kur acidet e forta bashkëveprojnë me baza të forta. Në bazë të kësaj teorie, ishte e mundur të vërtetohej ndarja e elektroliteve, si dhe përcaktimi i indeksit të hidrogjenit, i cili u zgjerua në media alkaline. Gjithashtu përdoret edhe në hidrolizën e kripërave dhe bazave që përmbajnë kripëra. Megjithatë, më rrallë. Çështja është se kjo kërkon llogaritjet e rënda. Ndërsa teoria e protonit është shumë më e thjeshtë.

Teoria Bronsted-Lowry

Teoria protolite e acideve dhe bazave të Bronsted - Lowry parë u shfaq në 1923. Bronsted dhe Lowry e formuluan atë në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri. Shkencëtarët kanë kombinuar konceptet e acideve dhe bazave në një tërësi të vetme.

Sipas ideve të tyre, acidet janë molekula ose ione që kryejnë rolin e donatorëve proton në reagim. Në të njëjtën kohë, bazat janë vetëm ato molekula ose ione që janë të afta të lidhin protonet. Në këtë teori, acidet dhe bazat janë përcaktuar protolitë. Cila është esenca?

Teoria protolite e acideve dhe bazave në kimi zvogëlohet në transferimin e një proton nga acidi në bazë. Dhe në këtë kohë, acidi, duke humbur protonin, vetë shndërrohet në një bazë. Dhe ajo mund të shtojë tashmë një proton të ri. Baza në këtë kohë bëhet acid, duke formuar një grimcë të protonizuar.

Prandaj, në çdo bashkëveprim të substancave që po shqyrtojmë, përfshihen dy palë baza dhe acide. Bronsted i quan ato të lidhur. Këto janë dispozitat kryesore që na lejojnë të formulojmë një teori protolite të acideve dhe bazave. Reaksionet protolike në këtë rast vazhdojnë në dy mënyra, sepse çdo substancë, në varësi të kushteve, mund të jetë si acid ashtu edhe bazë.

Më vonë, Bronsted zhvilloi teorinë e catalysis acid-bazë, dhe Lowry punuar në aktivitetin optik të komponimeve organike.

Teoria e solvosistemeve

Teoria e solvosistemeve u shfaq gjatë zhvillimit të ideve të parashtruara nga Arrhenius dhe Ostwald. Më shpesh përdoret në reagime me tretës proton. Tre amerikanë e ofruan atë - Cady, Franklin dhe Kraus.

Sipas kësaj hipoteze, baza është tretësi jonik. Ajo ka aftësinë të shpërbëhet në jonet individuale në mungesë të një tretësi. Në këtë rast, kation dhe anion. I pari është litiumi, dhe i dyti është litiumi. Proton tretës i përdorur në reaksion është i aftë të transferojë një proton nga çdo molekulë neutrale e lëngshme në një tjetër. Si rezultat, formohet një sasi e barabartë e anioneve dhe kationeve.

Produkti i këtij reaksioni është tretës dhe kripë.

Kjo teori përdoret për të parashikuar reagimet midis acideve dhe bazave në çdo tretës. Është gjithashtu e mundur që këto procese të kontrollohen me tretësirë. Teoria përshkruan në detaje karakteristikat e substancave që nuk përmbajnë oksigjen dhe hidrogjen.

Teoria Lewis

Teoria e Lewis u formulua në vitin 1923. U bazua në përfaqësimet elektronike të disponueshme në atë kohë në shkencë. Me ndihmën e tyre, ishte e mundur që të zgjerohej maksimalisht përkufizimi i bazës dhe i acidit.

Në kimi ekziston koncepti i "acidit Lewis". Është një jon ose molekulë që ka orbitalë të lirë të elektronit, në të cilën çifte elektronike mund të marrin. Një shembull i gjallë janë protonet - jonet e hidrogjenit, si dhe jonet e metaleve të caktuara, disa kripëra dhe substanca.

Nëse nuk ka hidrogjen në acidin Lewis, quhet aprotik.

Teoria e Usanovich

Teoria më e përgjithshme e acideve dhe bazave në vitin 1939 u formulua nga kimisti sovjetik Mikhail Usanovich.

Bazohet në konceptin se çdo ndërveprim ndërmjet acidit dhe bazës do të çojë në një reaksion kripe. Kështu, acidi përkufizohet si një grimcë që shkrin kationet nga vetja, duke përfshirë protonet, dhe gjithashtu shton anione dhe, në radhë të parë, elektronet ndaj tyre.

Në të njëjtën kohë, baza është një grimcë që ka aftësinë për të lidhur një proton ose ndonjë kation tjetër me vete. Por mund të japë edhe një elektron ose anion. Dallimi themelor nga teoria e Lewis është se baza e përkufizimeve të "bazës" dhe "acidit" nuk është struktura e shellit të tyre elektronik, por shenja e ngarkesës së grimcave të tyre.

Megjithatë, në teorinë e Usanovich ka mangësi. Kryesore të tyre - një numër të madh të përgjithësimeve dhe formulimit fuzzy të koncepteve themelore. Përveç kësaj, kjo teori nuk lejon parashikime sasiore të pasojave të bashkëveprimit të acideve dhe bazave.