Πρωτολυτική θεωρία οξέων και βάσεωνΕίναι στα πρόθυρα δύο επιστημών ταυτόχρονα - της φυσικής και της χημείας. Με τη βοήθειά του, περιγράφονται οι ιδιότητες και η φύση όλων των βάσεων και οξέων. Οι επιστήμονες τις υποδιαιρούν σε δύο κατηγορίες ουσιών που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
Πρωτολυτική θεωρία οξέων και βάσεωνβοηθά στην επίλυση ενός σημαντικού προβλήματος: να προβλέψουμε ποια προϊόντα σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασής τους και πώς θα προχωρήσει αυτή η αντίδραση. Για αυτό, οι ειδικοί εφαρμόζουν ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά οξέος και βάσης.
Ωστόσο, υπάρχουν πολλές θεωρίες ότιερμηνεύουν διαφορετικά τι είναι τα οξέα και οι βάσεις. Αξιολογούν τα άλλα χαρακτηριστικά τους με διαφορετικούς τρόπους. Τελικά, το αποτέλεσμα της αντίδρασης θα εξαρτηθεί από αυτό.
Η πρωτολυτική θεωρία οξέων και βάσεων είναι εξαιρετικάδημοφιλές όταν πρέπει να ξέρετε πώς αλληλεπιδρούν στη φύση. Χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανική πρακτική και στον επιστημονικό τομέα. Η θεωρητική γνώση των συνεπειών της αλληλεπίδρασης βάσεων και οξέων καθορίζει τον σχηματισμό εννοιολογικών συστημάτων χημείας, επηρεάζει όλα τα είδη θεωρητικών εννοιών σε σχεδόν όλους τους χημικούς κλάδους.
Πρωτολυτική θεωρία οξέων και βάσεωναναφέρεται σε ένα από τα θεμελιώδη στη χημεία. Οι βασικές έννοιες διατυπώθηκαν για πρώτη φορά από τους επιστήμονες ήδη από τον 17ο αιώνα. Ταυτόχρονα, το περιεχόμενό τους μετά από αυτό άλλαξε και αναθεωρήθηκε πολλές φορές.
Ο Άγγλος χημικός του 17ου αιώνα Ρόμπερτ Μπόιλ πίστευεότι τα οξέα είναι σώματα των οποίων τα άτομα έχουν αιχμηρές προεξοχές και οι βάσεις είναι οι πόροι τους. Επομένως, σύμφωνα με τις ιδέες του, ολόκληρη η αντίδραση εξουδετέρωσης μειώνεται στο γεγονός ότι οι προεξοχές του οξέος διεισδύθηκαν στους πόρους των βάσεων.
Για πρώτη φορά, προτάθηκε η θεωρία των οξέων και των βάσεωνΓάλλος φαρμακοποιός Nicola Lemery. Το 1675, κυκλοφόρησε το μάθημα χημείας, στο οποίο περιέγραψε τις χημικές και φυσικές ιδιότητες των ουσιών με βάση το σχήμα και τη δομή τους. Το Lemery φαντάστηκε ότι τα οξέα έχουν αιχμηρές αιχμές, οι οποίες προκαλούν δυσάρεστες αισθήσεις στο δέρμα. Βάφτισε τις βάσεις με αλκάλια, υποδηλώνοντας ότι η δομή τους είναι πορώδης. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται ουδέτερα άλατα.
Ήδη τον 18ο αιώνα ένας άλλος ΓάλλοςΟ φυσικός επιστήμονας Antaun Lavoisier συσχετίζει τις ιδιότητες των οξέων με την παρουσία ατόμων οξυγόνου στη σύνθεσή τους. Αυτή η υπόθεση αποδείχθηκε από την αποτυχία της αφού ο Άγγλος χημικός Humphrey Davy και ο Γάλλος συνάδελφός του Joseph Louis Gay-Lussac ανακάλυψαν έναν αριθμό οξέων που δεν περιείχαν καθόλου οξυγόνο. Μεταξύ αυτών ήταν τα αλογονίδια υδρογόνου ή τα υδροκυανικά οξέα. Σε αυτήν την περίπτωση, βρέθηκε ένας μεγάλος αριθμός ενώσεων που περιέχουν οξυγόνο που δεν είχαν τις ιδιότητες των οξέων.
Η έννοια της πρωτολυτικής θεωρίας οξέων καιΤα θεμέλια άλλαξαν σημαντικά τον 19ο αιώνα. Οι χημικοί άρχισαν να θεωρούν τα οξέα ως μόνο εκείνες τις ουσίες που μπορούν να αλληλεπιδράσουν με τα μέταλλα και να απελευθερώσουν το υδρογόνο. Τέτοια συμπεράσματα έγιναν από τον Γερμανό επιστήμονα Justus von Liebig το 1839. Είναι αυτός που θεωρείται ένας από τους ιδρυτές της αγροχημείας και της οργανικής χημείας.
Παράλληλα με αυτόν, ο Σουηδός ορυκτολόγος Jens JakobΟ Berzelius διατύπωσε την ιδέα ότι τα αρνητικά οξείδια των μη μετάλλων πρέπει να ταξινομηθούν ως οξέα, ενώ τα οξείδια με θετικό φορτίο είναι βάσεις. Αυτό βοήθησε στην εξήγηση των βασικών ιδιοτήτων των οξέων και των βάσεων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι Σουηδοί θεώρησαν την οξύτητα και τη βασικότητα ως λειτουργική ιδιότητα των ενώσεων. Ήταν αυτός που, για πρώτη φορά στον κόσμο, προσπάθησε να προβλέψει την απόλυτη ισχύ των υπό εξέταση ουσιών.
Οι κύριες διατάξεις της πρωτολυτικής θεωρίας των οξέωνκαι οι λόγοι διατυπώθηκαν μετά τη δημοσίευση των έργων ενός άλλου Σουηδού χημικού Svante August Arrhenius. Το 1887, γενικεύτηκε τη θεωρία της αποσύνδεσης της ηλεκτρικής ενέργειας. Μετά από αυτό, προέκυψε μια πραγματική ευκαιρία να περιγραφούν οι ιδιότητες των οξέων και των βάσεων με βάση τα προϊόντα ιονισμού ηλεκτρολυτών. Και χάρη στη συμβολή του Ρώσου-Γερμανού χημικού Wilhelm Friedrich Ostwald, η θεωρία διατυπώθηκε για αδύναμους ηλεκτρολύτες.
Τον 20ο αιώνα, οι Αμερικανοί επιστήμονες Cady, Franklin καιΟ Kraus τεκμηρίωσε τη θεωρία των συστημάτων solv. Άρχισε να εφαρμόζεται τόσο στις θέσεις του Arrunius και του Ostwald, όσο και σε όλους τους άλλους διαλύτες που θα μπορούσαν να αυτοδιαχωριστούν.
Σήμερα, η πρωτολυτική θεωρία οξέων είναι η μεγαλύτερηπλήρως διατυπωμένο από τους Dane Johannes Nikolaus Bronsted και τον Αμερικανό Gilbert Newton Lewis, οι οποίοι επίσης μελέτησαν πυρηνική φυσική και θερμοδυναμική.
Σύμφωνα με τη θεωρία υδρογόνου της Liebig, το οξύ είναι μια ουσία ικανή να αντιδρά με μέταλλα για να σχηματίσει υδρογόνο. Ταυτόχρονα, ο Λίμπιγκ δεν εισήγαγε καθόλου την έννοια του «ιδρύματος».
Το υδρογόνο και το άλας σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης.Όταν αλληλεπιδρούν με ισχυρά οξέα, τα μέταλλα αντιδρούν. Σήμερα, η θεωρία χρησιμοποιείται μόνο για την πρόβλεψη των αλληλεπιδράσεων ουσιών που περιέχουν υδρογόνο με μέταλλα σε διαλύτες.
Κατανόηση τι το πρωτολιθικόθεωρία οξέων και βάσεων του Arrhenius - Ostwald, παρατηρούμε ότι σε αυτό όλες οι ουσίες που σχηματίζουν κατιόντα υδρογόνου σε ένα υδατικό διάλυμα θεωρούνται οξέα. Στην περίπτωση αυτή, θεωρούνται βάσεις μόνο οι ουσίες με τις οποίες λαμβάνεται κατιόν μετάλλου ή αμμωνίου σε υδατικό διάλυμα.
Η αντίδραση παράγει νερό και αλάτι.Η εξάρτηση παρατηρείται όταν τα ισχυρά οξέα αλληλεπιδρούν με ισχυρές βάσεις. Με βάση αυτήν τη θεωρία, ήταν δυνατόν να τεκμηριωθεί η διαίρεση των ηλεκτρολυτών και εισήχθη επίσης ο ορισμός της τιμής του pH, που ισχύει για τα αλκαλικά μέσα. Χρησιμοποιείται επίσης στην υδρόλυση αλάτων και βάσεων που περιέχουν άλατα. Ωστόσο, όλο και λιγότερο. Το θέμα είναι ότι αυτό απαιτεί δυσκίνητους υπολογισμούς. Ενώ η θεωρία πρωτονίων είναι πολύ απλούστερη.
Πρωτολυτική θεωρία οξέων και βάσεωνBronsted - Lowry εμφανίστηκε για πρώτη φορά το 1923. Ο Bronsted και ο Lowry το διατύπωσαν ανεξάρτητα. Οι επιστήμονες έχουν συνδυάσει τις έννοιες των οξέων και των βάσεων σε ένα ενιαίο σύνολο.
Σύμφωνα με αυτούς, τα οξέα είναιμόρια ή ιόντα που δρουν ως δότες πρωτονίων στην αντίδραση. Ταυτόχρονα, μόνο εκείνα τα μόρια ή τα ιόντα που είναι ικανά να συνδέουν πρωτόνια είναι βάσεις. Σε αυτήν τη θεωρία, στα οξέα και στις βάσεις δόθηκε ο ορισμός των πρωτόλιθων. Ποιο ειναι το νοημα?
Πρωτολυτική θεωρία οξέων και βάσεων στη χημείαμειώνεται στη μεταφορά ενός πρωτονίου από οξύ στη βάση. Επιπλέον, αυτή τη στιγμή, το οξύ, έχοντας χάσει ένα πρωτόνιο, μετατρέπεται σε βάση. Και μπορεί ήδη να συνδέσει ένα νέο πρωτόνιο. Η βάση αυτή τη στιγμή γίνεται ένα οξύ, σχηματίζοντας ένα πρωτονιωμένο σωματίδιο.
Ως εκ τούτου, σε οποιαδήποτε αλληλεπίδραση του θεωρούμενουεμείς οι ουσίες περιλαμβάνουν δύο ζεύγη βάσεων και οξέων. Ο Bronsted τους αποκαλεί συζευγμένους. Αυτές είναι οι κύριες διατάξεις που μας επιτρέπουν να διατυπώσουμε την πρωτολυτική θεωρία οξέων και βάσεων. Σε αυτήν την περίπτωση, οι πρωτολυτικές αντιδράσεις προχωρούν με δύο τρόπους, διότι οποιαδήποτε ουσία, ανάλογα με τις συνθήκες, μπορεί να είναι οξέα και βασική.
Αργότερα ο Bronsted ανέπτυξε τη θεωρία της κατάλυσης οξέος-βάσης και ο Lowry εργάστηκε για την οπτική δραστηριότητα οργανικών ενώσεων.
Η θεωρία των solvosystems εμφανίστηκε με την ανάπτυξη ιδεών,διορίζονται από τους Arrhenius και Ostwald. Χρησιμοποιείται συχνότερα σε αντιδράσεις με πρωτικούς διαλύτες. Προτάθηκε από τρεις Αμερικανούς - Cady, Franklin και Kraus.
Σύμφωνα με αυτήν την υπόθεση, όλα βασίζονταιιοντικός διαλύτης. Έχει την ικανότητα να αποσυντίθεται σε μεμονωμένα ιόντα απουσία διαλύτη. Σε αυτήν την περίπτωση, το κατιόν και το ανιόν. Σε αυτήν την περίπτωση, το πρώτο είναι ιόν λιθίου και το δεύτερο ιόν λιθίου. Ο πρωτικός διαλύτης που χρησιμοποιείται στην αντίδραση είναι ικανός να μεταφέρει ένα πρωτόνιο από οποιοδήποτε ουδέτερο υγρό μόριο σε άλλο. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ίση ποσότητα ανιόντων και κατιόντων.
Το προϊόν αυτής της αντίδρασης είναι ο διαλύτης και το άλας.
Αυτή η θεωρία χρησιμοποιείται για την πρόβλεψη των αντιδράσεωνμεταξύ οξέων και βάσεων σε οποιοδήποτε διαλύτη. Είναι επίσης δυνατό να ελεγχθούν αυτές οι διεργασίες με διαλύτη. Η θεωρία περιγράφει λεπτομερώς τις ιδιότητες των ουσιών που δεν περιέχουν οξυγόνο και υδρογόνο.
Στη χημεία, υπάρχει η έννοια του "οξέος Lewis".Είναι ένα ιόν ή μόριο που έχει ελεύθερες τροχιές ηλεκτρονίων στο οποίο μπορεί να δέχεται ζεύγη ηλεκτρονίων. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα είναι τα πρωτόνια - ιόντα υδρογόνου, καθώς και ιόντα ορισμένων μετάλλων, ορισμένα άλατα και ουσίες.
Εάν δεν υπάρχει υδρογόνο στο οξύ Lewis, τότε ονομάζεται απρωτικό.
Η πιο γενική θεωρία οξέων και βάσεων το 1939 διατυπώθηκε από τον σοβιετικό χημικό Mikhail Usanovich.
Βασίζεται στην ιδέα ότι υπάρχειη αλληλεπίδραση μεταξύ οξέος και βάσης θα οδηγήσει σε αντίδραση σχηματισμού άλατος Έτσι, ένα οξύ ορίζεται ως ένα σωματίδιο που απομακρύνει τα κατιόντα από το ίδιο, συμπεριλαμβανομένων των πρωτονίων, και επίσης συνδέει ανιόντα στον εαυτό του αντί αυτών, και κυρίως ηλεκτρόνια.
Ταυτόχρονα, το σωματίδιο είναι η βάση,το οποίο έχει τη δυνατότητα να συνδέσει ένα πρωτόνιο ή οποιοδήποτε άλλο κατιόν στον εαυτό του. Αλλά μπορεί επίσης να δωρίσει ένα ηλεκτρόνιο ή ανιόν. Η θεμελιώδης διαφορά από τη θεωρία του Lewis είναι ότι οι ορισμοί του «βάσης» και του «οξέος» δεν βασίζονται στη δομή του κελύφους ηλεκτρονίων τους, αλλά στο σημάδι του φορτίου του σωματιδίου τους.
Ταυτόχρονα, υπάρχουν ελλείψεις στη θεωρία του Usanovich.Τα κυριότερα είναι ένας μεγάλος αριθμός γενικεύσεων και ασαφών διατυπώσεων βασικών εννοιών. Επιπλέον, αυτή η θεωρία δεν επιτρέπει ποσοτικές προβλέψεις για τις συνέπειες της αλληλεπίδρασης οξέων και βάσεων.
