Hoe vult het Brönsted-Lowry-model het Arrhenius-model aan?

Brönsted en Lowry vulden een aanvulling op het Arrhenius -model dat de concepten van zure stoffen en basisstoffen uitbreidde

Wat zijn Brönsted-Lowry en Arrhenius-modellen?

Zowel het model van Arrhenius als Brönsted-Lowry beschrijven twee soorten zeer belangrijke stoffen: zuren en basen. Beide nemen deel aan biologische processen en maken deel uit van nuttige geneesmiddelen en verbindingen.

Zuren hebben een karakteristieke zure smaak, terwijl de basen zepen aanvoelen aan de aanraking. Lange tijd waren deze zintuiglijke verschillen die die hen hebben geholpen te onderscheiden, totdat de Zweedse chemicus Svante Arrhenius (1859-1927) aan het einde van de 19e eeuw het onderscheid kwantitatief vestigde.

Het arrhenius-base arhenius-model stelt dat een stof is:

• Zuur, Als u protonen vrijgeeft (waterstofionen h⁺) of hydronio hionen₃OF⁺ In waterige oplossing.
• Baseren, Bij het produceren van hydroxide -ionen (oh^-), ook in waterige oplossing.

Deze definitie is alleen beperkt tot waterige oplossingen. Daarom verklaart het niet hoe andere stoffen zich ook gedragen als zuren of basen, zelfs zonder opgelost te worden in water of geen waterstof- of hydroxide -ionen bevat.

Vandaar dat twee chemici, een Deens, JOHANNES BRANSTED (1879-1949) en een ander Engels, Thomas Lowry (1874-1936), de definities van Arrhenius, om hierdoor niet te overwegen, hebben uitgebreid, heeft hij zich onafhankelijk uitgebreid.

Volgens de nieuwe theorie is de definitie van zuren en basen als volgt:

• Zuur Het is elke chemische soorten die protonen oplevert (waterstofionen h⁺) naar een andere stof.
• Baseren, Chemische soorten die protonen accepteren (waterstofionen h⁺) van een andere stof.

Soda's bicarbonaat is een basis en azijn, een zuur. Bij het reageren worden koolstofdioxidebellen geproduceerd, een zout en wateracetaatzout en water. Bron: Wikimedia Commons

Arhenius's model

In zijn doctoraatsthesis werkte Svante Arrhenius een theorie uit over de Elektrolytische dissociatie. Volgens dit zijn er stoffen die elektrische geleidbaarheid vertonen wanneer ze zich in een waterige oplossing bevinden, dat wil zeggen dat ze elektriciteit leiden.

Kan u van dienst zijn: zuren en basen in het dagelijks leven: reacties, gebruik, voorbeelden

Deze stoffen zijn elektrolyten. Voorbeeld van hen is gewoon zout, of natriumchloride, opgelost in water, dat produceert ionen (chemische soorten met netto belasting) in de oplossing.

In het geval van het natriumchloride in water is de overeenkomstige reactie:

NaCl → NA⁺ + Klet^-

Evenzo is elektrolytische dissociatie voor een basis zoals NaOH natriumhydroxide in waterige oplossing:

NaOH → NA⁺ + Oh^-

En voor een zuur, ook in waterige oplossing, zoals HCl -zoutzuur, heb je:

HCl → Cl^- + H⁺

Het gedrag van elektrolyten in waterige oplossing bracht Arrhenius ertoe om stoffen als zuur te classificeren die, wanneer opgelost in water, protonen en als basen vrijgeven, waaraan ionen OH loslaten^-. Daarom worden ze respectievelijk arheniuszuren en basen genoemd.

Het voordeel van deze theorie wordt onthuld in neutralisatiereacties, waarbij een zuur en een basisbasis worden gecombineerd. In het proces verdwijnen de karakteristieke ionen van elk type stof, h⁺ In zuren en oh^- In de bases, die water produceren.

Het mengsel van een waterige oplossing van HCl -zoutzuur met een NaOH -natriumhydroxide is bijvoorbeeld een typisch voorbeeld van neutralisatiereactie:

HCl + NaOH → NaCl + H₂OF

De reactie tussen een zuur en een basisbasis produceert een zout meer water, ontstaan ​​door de reactie tussen de H -ionen⁺ en oh^-.

Beperkingen van het Arrhenius -model

Het Arrhenius -model was innovatief omdat het als eerste een kwantitatieve definitie van zuur en base bood.

Kan u van dienst zijn: fysieke veranderingen

Eerder moet het onderscheid tussen één type stof worden gedaan met behulp van de zintuigen: als een stof bitter is, zoals citroensap of azijn, is het een zuur; Als het glad of zeepheren is, is het een basis.

Arrhenius heeft vastgesteld dat zuren waterstof bevatten die, bij het oplossen van in water, de concentratie van waterstofionen of zuiver water -protonen verhogen. Aan de andere kant neemt de OH -ionenconcentratie toe door een basis op te lossen^-.

Het model heeft echter belangrijke beperkingen:

-Het concept van zuur en base wordt alleen toegepast in waterige oplossingen, maar het is bekend dat er andere stoffen zijn die zich als het ene of de ander kunnen gedragen, zelfs in afwezigheid van water.

-Er zijn zuren die geen waterstof bevatten (bijvoorbeeld CO₂ En dus₃) en bases zonder hydroxide -ionen (zoals ammoniak).

-In de praktijk blijven waterstofionen of protonen, positief geladen, niet vrij in de oplossing. Ze trekken elektrisch watermoleculen aan, die polair zijn, waardoor hydroniumh -ionen worden veroorzaakt₃OF⁺.

Brönsted-Lowry's model

Arrhenius's zuur-base-base beperkingen maakten het noodzakelijk om de concepten uit te breiden. Daarom waren Johannes Brönsted en Thomas Lowry in 1923 het onafhankelijk en bijna tegelijk.

Op deze manier bestaan ​​neutralisatiereacties eenvoudig uit overdracht van protonen tussen zuur en base. De eerste is in staat om protonen te doneren, en de tweede is klaar om ze te accepteren.

Schematisch zou de neutralisatiereactie zo zijn:

Zuur₁ + Baseren₂ → zuur₂ + Baseren₁

Brönsted-lowryzuren en basen

Door de definitie van zuur te vergelijken dat door elk model wordt gegeven, wordt geconcludeerd dat arheniuszuren ook brönsted-lowryzuren zijn. Maar er zal aan worden herinnerd dat er stoffen zijn, zoals ammoniak, die opgelost zijn in water zich als basis gedragen, zelfs zonder hydroxide -ionen.

Kan u van dienst zijn: Mercury Hydroxide: structuur, eigenschappen, gebruik, risico's

Met de definitie van Brönsted-Lowry wordt het basisgedrag van ammoniak in water uitgelegd omdat de NH-ammoniakmolecuul₃ Accepteer een ion h⁺ water, en dit gedraagt ​​zich als een brönsted-lowry zuur.

De reactie van ammoniak en water, in waterige oplossing, is:

NH₃ + H₂Of ⇔ NH₄⁺ + Oh^-

De dubbele pijl betekent dat de reactie omkeerbaar is.

Op deze manier vormt het Brönsted-Lowry-model een aanvulling op dat van Arrhenius, inclusief gevallen die oorspronkelijk niet nadenken.

Amfotent -stoffen

Water gedraagt ​​zich als het zuur van Brönsted-Lowry wanneer het reageert met een ammoniakoplossing, maar het is ook in staat zich te gedragen als een Brönsted-Lowry-basis, zoals in de volgende reactie, tussen zoutzuur en water:

HCL + H₂O → H₃OF⁺ + Klet^-

Wanneer een stof een dubbel gedrag heeft, dat wil zeggen, kan het zuur of base zijn volgens de verbinding waarmee deze reageert, wordt deze genoemd Amfothera.

Andere amfotente stoffen zijn, naast water, de bicarbonaationen en aminozuren.

Referenties

1. Zuren en basen. Opgehaald uit: FQ.IESPM.is.
2. Atkins, P. (2007). Principes van chemie. 3e. Editie. Pan -Amerikaans medisch redactioneel.
3. Chang, R. (2013). Scheikunde. 11VA. Editie. McGraw Hill.
4. Khan Academy. Bronsted-lowryzuren en basen.
5. Ripoll, e. Zuren en basen. Descartes -project. Opgehaald uit: ProjectodeScartes.borg.