Kuinka Brönsted-Lowry-malli täydentää Arrhenius-mallia?

Brönsted ja Lowry täydensivät Arrhenius -mallia, joka laajensi happamien aineiden ja emäsaineiden käsitteitä

Mitkä ovat Brönsted-Lowry- ja Arrhenius-mallit?

Sekä Arrhenius-malli että Brönsted-matala kuvaavat kahta tyyppiä erittäin tärkeitä aineita: hapot ja emäkset. Molemmat osallistuvat biologisiin prosesseihin ja ovat osa hyödyllisiä lääkkeitä ja yhdisteitä.

Hapoilla on tyypillinen hapan maku, kun taas emäkset tuntevat saippuat kosketukselle. Nämä aistinvaraiset erot olivat pitkään ne, jotka auttoivat erottamaan ne, kunnes ruotsalainen kemisti Svante Arrhenius (1859-1927), 1800-luvun lopulla, määritteli kvantitatiivisesti eron erottelun.

Arrhenius-Base Arrhenius -mallissa todetaan, että aine on:

• Hapan, Jos vapautat protoneja (vety -ionit H⁺) tai hydronio H -ionit₃JOMPIKUMPI⁺ Vesiliuoksessa.
• Pohja, Kun tuotat hydroksidi -ioneja (OH^-), myös vesiliuoksessa.

Tämä määritelmä on rajoitettu vain vesipitoisiin ratkaisuihin. Siksi se ei selitä, kuinka muut aineet käyttäytyvät myös kuten hapot tai emäkset, edes liuentumatta veteen tai eivät sisällä vety- tai hydroksidi -ioneja.

Siksi kaksi kemistiä, yksi tanskalainen, nimeltään Johannes Brönsted (1879-1949) ja toinen englanti, Thomas Lowry (1874-1936), laajensivat itsenäisesti Arrheniuksen määritelmiä, jotka sisältävät tapauksia.

Uuden teorian mukaan happojen ja emästen määritelmä on seuraava:

• Hapan Jokainen kemiallinen laji tuottaa protoneja (vety -ionit H⁺) toiselle aineelle.
• Pohja, Kemialliset lajit, jotka hyväksyvät protonit (vety -ionit H⁺) toisesta aineesta.

Sodan bikarbonaatti on emäs ja etikka, happo. Reagoidessaan hiilidioksidikuplia tuotetaan, suola- ja vesiasetaattisuola ja vesi. Lähde: Wikimedia Commons

Arrhenius -malli

Tohtorikouluopinnassaan Svante Arrhenius kehitti teoriaa Elektrolyyttinen dissosiaatio. Tämän mukaan on aineita, joilla on sähkönjohtavuus, kun ne ovat vesiliuoksessa, ts. He johtavat sähköä.

Voi palvella sinua: hapot ja emäkset jokapäiväisessä elämässä: reaktiot, käytöt, esimerkit

Nämä aineet ovat elektrolyyttit. Esimerkki niistä on yleistä suolaa tai natriumkloridia liuenneen veteen, joka tuottaa ionit (kemialliset lajit nettokuormalla) liuoksessa.

Veden natriumkloridin tapauksessa vastaava reaktio on:

NaCl → NA⁺ + Cl^-

Samoin pohjalle, kuten NaOH -natriumhydroksidi, vesiliuoksessa elektrolyyttinen dissosiaatio on:

NaOH → NA⁺ + vai niin^-

Ja hapolla, myös vesiliuoksessa, kuten HCL -suolahappo, sinulla on:

HCL → CL^- + H⁺

Elektrolyyttien käyttäytyminen vesiliuoksessa johti Arrheniuksen luokittelemaan aineet happona, joka liuotettuna veteen, vapauttavat protoneja ja emäksiä, joihin ionit vapauttavat OH^-. Siksi niitä kutsutaan vastaavasti Arrhenius -hapoiksi ja emäksiksi.

Tämän teorian etu paljastuu neutralointireaktioissa, joissa happo ja basius -emäs yhdistetään. Prosessissa kunkin aineen tyypin ominais -ionit katoavat, h⁺ Happoissa ja OH^- Emäksissä, jotka tuottavat vettä.

Esimerkiksi HCl -suolahappon vesiliuoksen seos NaOH -natriumhydroksidin kanssa on tyypillinen esimerkki neutralointireaktiosta:

HCL + NaOH → NaCl + H₂JOMPIKUMPI

Hapon ja ballius -emäksen välinen reaktio tuottaa suolaa enemmän vettä, joka on peräisin H -ionien välisestä reaktiosta⁺ ja oh^-.

Arrhenius -mallin rajoitukset

Arrhenius -malli oli innovatiivinen, kun se oli ensimmäinen, joka tarjosi kvantitatiivisen määritelmän happosta ja emäksestä.

Voi palvella sinua: fyysiset muutokset

Aikaisemmin yhden tyyppisen aineen välinen ero tulisi tehdä aistien avulla: Jos aine on katkera, kuten sitruunamehu tai etikka, se on happo; Jos se on liukas tai saippua, se on pohja.

Arrhenius totesi, että hapot sisältävät vetyä, joka liuotettaessa vettä lisäävät vetyionien tai puhtaan veden protonien pitoisuutta. Toisaalta, liuottamalla emäs, OH -ionipitoisuus kasvaa^-.

Mallilla on kuitenkin tärkeitä rajoituksia:

-Hapon ja emäksen käsitettä sovelletaan vain vesiliuoksissa, mutta tiedetään, että on muitakin aineita, jotka kykenevät käyttäytymään kuten toiseen, jopa veden puuttuessa.

-On happoja, jotka eivät sisällä vetyä (esimerkiksi CO₂ Ja niin₃) ja emäkset ilman hydroksidi -ioneja (kuten ammoniakki).

-Käytännössä vetyionit tai protonit, positiivisesti ladattu, eivät pysy vapaana liuoksessa. Ne houkuttelevat sähköisesti vesimolekyylejä, jotka ovat polaarisia, aiheuttaen hydronium -H -ioneja₃JOMPIKUMPI⁺.

Brönsted-Lowryn malli

Arrheniuksen happo-emäs-emäsrajoitukset tekivät tarpeen laajentaa käsitteitä. Siksi vuoteen 1923 mennessä Johannes Brönsted ja Thomas Lowry suostuivat itsenäisesti ja melkein samaan aikaan, että aineen happo tai emäksinen luonne annetaan sen kyvyllä tuottaa tai hyväksyä protoneja.

Tällä tavalla neutralointireaktiot koostuvat yksinkertaisesti protonien siirrosta hapon ja emäksen välillä. Ensimmäinen pystyy lahjoittamaan protoneja, ja toinen on valmis hyväksymään ne.

Kaaviomaisesti neutralointireaktio olisi tällainen:

Hapan₁ + Pohja₂ → Happo₂ + Pohja₁

Brönsted-matalat hapot ja emäkset

Vertaamalla kunkin mallin antaman hapon määritelmää, päätellään, että Arrhenius-hapot ovat myös brönsted-matalat hapot. Mutta muistetaan, että on olemassa aineita, kuten ammoniakkia, jotka vedessä liuenevat pohjana, edes ilman hydroksidi -ioneja,.

Voi palvella sinua: Elohopeahydroksidi: rakenne, ominaisuudet, käytöt, riskit

Brönsted-matalalla määritelmällä ammoniakin peruskäyttäytyminen vedessä selitetään, koska NH: n ammoniakkimolekyyli₃ Hyväksy ioni H⁺ vettä, ja tämä käyttäytyy brönsted-matalaan happona.

Ammoniakin ja veden reaktio vesiliuoksessa on:

Nh₃ + H₂Tai ⇔ NH₄⁺ + vai niin^-

Kaksinkertainen nuoli tarkoittaa, että reaktio on palautuva.

Tällä tavoin Brönsted-Lowry-malli täydentää Arrheniuksen mallia, mukaan lukien tapaukset, joita alun perin ei miettiä.

Amfotoniset aineet

Vesi käyttäytyy Brönsted-Lowry-happona, kun se reagoi ammoniakkiliuoksen kanssa, mutta se kykenee myös käyttäytymään Brönsted-matalapohjana, kuten seuraavassa reaktiossa, suolahapon ja veden välillä:

HCL + H₂O → h₃JOMPIKUMPI⁺ + Cl^-

Kun aineella on kaksoiskäyttäytyminen, ts. Se voi olla happea tai emäs yhdisteen mukaan, jonka kanssa se reagoi, sitä kutsutaan Amfotteri.

Muita amfotonisia aineita veden lisäksi ovat bikarbonaatti -ionit ja aminohapot.

Viitteet

1. Hapot ja emäkset. Haettu osoitteesta: FQ.ISESPM.On.
2. Atkins, p. (2007). Kemian periaatteet. Kolmas. Painos. Pan -american lääketieteellinen toimitus.
3. Chang, R. (2013). Kemia. 11Va. Painos. McGraw Hill.
4. Khan -akatemia. Bronsted-matalat hapot ja emäkset.
5. Ripoll, E. Hapot ja emäkset. Descartes -projekti. Haettu osoitteesta: ProjecodesCartes.org.