Happojen ja emästen protolyyttinen teoriaSe on kahden tieteen kerralla - fysiikka ja kemia. Sen avulla kuvataan kaikkien emästen ja happojen ominaisuudet ja luonne. Tutkijat jakaa ne kahteen luokkaan aineita, jotka ovat vuorovaikutuksessa keskenään.
Happojen ja emästen protolyyttinen teoriaauttaa ratkaisemaan tärkeän ongelman: ennustaa, mitkä tuotteet muodostuvat niiden vuorovaikutuksen seurauksena ja miten tämä reaktio etenee. Tätä varten asiantuntijat soveltavat hapon ja emäksen kvantitatiivisia ja laadullisia ominaisuuksia.
On kuitenkin olemassa useita teorioitaeri tavalla tulkita mitä hapot ja emäkset ovat. He arvioivat muita ominaisuuksiaan eri tavoin. Viime kädessä siitä, mikä reaktion tulos on, riippuu tästä.
Happojen ja emästen protolyyttinen teoria on erittäin korkeasuosittu, kun sinun täytyy tietää, kuinka ne ovat vuorovaikutuksessa luonnossa. Sitä käytetään laajasti teollisessa käytännössä ja tieteen alalla. Teoreettinen tieto emästen ja happojen vuorovaikutuksen seurauksista määrää kemian käsitteellisten järjestelmien muodostumisen, vaikuttaa kaikenlaisiin teoreettisiin käsitteisiin melkein kaikilla kemiallisilla aloilla.
Happojen ja emästen protolyyttinen teoriaviittaa yhteen kemiallisista perusteista. Tutkijat määrittelivät avainkäsitteet ensin jo 1700-luvulla. Samanaikaisesti niiden sisältö muuttui sen jälkeen ja sitä tarkistettiin useita kertoja.
1500-luvun englantilainen kemisti Robert Boyle uskoiettä hapot ovat kappaleita, joiden atomeissa on teräviä ulkonemia, ja emäkset ovat niiden huokoset. Siksi hänen ideoidensa mukaan koko neutralointireaktio juontaa siihen tosiseikkaan, että hapon ulkonemat tunkeutuivat emästen huokosiin.
Happojen ja emästen teoriaa ehdotettiin ensimmäistä kertaaRanskalainen apteekki Nicola Lemery. Vuonna 1675 hän julkaisi kemian kurssin, jossa hän esitteli aineiden kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet niiden muodon ja rakenteen perusteella. Lemery kuvitteli, että hapoissa on teräviä piikkejä, jotka aiheuttavat epämiellyttäviä tuntemuksia iholla. Hän kastoi emäkset emäksillä, mikä viittaa siihen, että niiden rakenne on huokoinen. Seurauksena muodostuu neutraaleja suoloja.
Jo 1800-luvulla toinen ranskalainenluonnontieteilijä Antaun Lavoisier yhdisti happojen ominaisuudet happiatomien läsnäoloon niiden koostumuksessa. Tämä hypoteesi osoitettiin sen epäonnistumisesta sen jälkeen, kun englantilainen kemisti Humphrey Davy ja hänen ranskalainen kollegansa Joseph Louis Gay-Lussac löysivät useita happoja, jotka eivät sisältäneet lainkaan happea. Niiden joukossa oli vetyhalogenideja tai syaanihappoja. Tässä tapauksessa havaittiin suuri määrä happea sisältäviä yhdisteitä, joilla ei ollut happojen ominaisuuksia.
Happojen ja happojen protolyyttisen teorian käsitePerustat muuttuivat merkittävästi 1800-luvulla. Kemistit alkoivat pitää hapoja vain aineina, jotka kykenevät toimimaan vuorovaikutuksessa metallien kanssa ja vapauttamaan vetyä. Saksalainen tutkija Justus von Liebig teki tällaiset johtopäätökset vuonna 1839. Juuri häntä pidetään yhtenä agrokemian ja orgaanisen kemian perustajista.
Samanaikaisesti ruotsalainen mineraalitutkija Jens JakobBerzelius muotoili ajatuksen, että ei-metallien negatiiviset oksidit tulisi luokitella hapoiksi, kun taas positiivisella varauksella olevat oksidit ovat emäksiä. Tämä auttoi selittämään happojen ja emästen perusominaisuudet. Siksi ruotsalainen piti happamuutta ja emäksisyyttä yhdisteiden toiminnallisena ominaisuutena. Juuri hän yritti ensimmäistä kertaa maailmassa ennustaa tarkasteltavana olevien aineiden lopullisen vahvuuden.
Happojen protolyyttisen teorian päämääräyksetja perusteet muotoiltiin toisen ruotsalaisen kemian Svante Augustus Arrheniuksen julkaisun jälkeen. Vuonna 1887 hän yleisti sähkön dissosiaation teorian. Sen jälkeen näytti todellisen tilaisuuden kuvata happojen ja emästen ominaisuuksia elektrolyytti-ionisaatiotuotteiden perusteella. Ja venäjä-saksalaisen kemisti Wilhelm Friedrich Ostwaldin panoksen ansiosta teoria muotoiltiin myös heikoille elektrolyytteille.
1900-luvulla amerikkalaiset tutkijat Cady, Franklin jaKraus perusti solv-järjestelmien teorian. Sitä alettiin soveltaa sekä Arruniuksen ja Ostwaldin asemiin että kaikkiin muihin liuottimiin, jotka voisivat hajota itsestään.
Happojen protolyyttinen teoria on nykyään enitentäysin muotoiltu tanskalainen Johannes Nikolaus Bronsted ja amerikkalainen Gilbert Newton Lewis, jotka tutkivat myös ydinfysiikkaa ja termodynamiikkaa.
Liebigin vedeteorian mukaan happo on aine, joka kykenee reagoimaan metallien kanssa, mikä johtaa vedyn muodostumiseen. Samanaikaisesti Liebig ei lainkaan ottanut käyttöön "säätiön" käsitettä.
Vety ja suola muodostuvat reaktion seurauksena. Vuorovaikutuksessa vahvojen happojen kanssa metallit reagoivat. Nykyään teoriaa käytetään vain ennustamaan vetyä sisältävien aineiden vuorovaikutusta liuottimissa olevien metallien kanssa.
Ymmärtäminen mitä protoliittinenArrhenius - Ostwaldin happojen ja emästen teoria, huomaamme, että siinä kaikkia aineita, jotka muodostavat vetykationeja vesiliuoksessa, pidetään happoina. Tässä tapauksessa emäksinä pidetään vain aineita, joiden kanssa metalli- tai ammoniumkationi saadaan vesiliuoksessa.
Reaktio tuottaa vettä ja suolaa. Riippuvuutta havaitaan, kun vahvat hapot ovat vuorovaikutuksessa vahvojen emästen kanssa. Tämän teorian perusteella pystyttiin perustelemaan elektrolyyttien jakautuminen ja otettiin käyttöön myös pH-arvon määritelmä, joka koskee alkalisia väliaineita. Sitä käytetään myös suoloja sisältävien suolojen ja emästen hydrolyysissä. Kuitenkin yhä vähemmän. Asia on, että tämä vaatii hankalia laskelmia. Protoniteoria on paljon yksinkertaisempi.
Happojen ja emästen protolyyttinen teoriaBronsted - Lowry ilmestyi ensimmäisen kerran vuonna 1923. Bronsted ja Lowry muotoilivat sen toisistaan riippumatta. Tutkijat ovat yhdistäneet happojen ja emästen käsitteet yhdeksi kokonaisuudeksi.
Heidän mukaansa hapot ovatmolekyylit tai ionit, jotka toimivat protonien luovuttajina reaktiossa. Samanaikaisesti vain ne molekyylit tai ionit, jotka pystyvät kiinnittymään protoneihin, ovat emäksiä. Tässä teoriassa hapot ja emäkset määriteltiin protoliiteiksi. Mikä on pointti?
Happojen ja emästen protolyyttinen teoria kemiassapelkistyy protonin siirtymiseksi haposta emäkseksi. Lisäksi tällä hetkellä happo, menettänyt protonin, muuttuu itse emäkseksi. Ja se voi jo liittää uuden protonin itseensä. Emäksestä tulee tällä hetkellä happo, joka muodostaa protonoidun partikkelin.
Siksi kaikissa harkitun vuorovaikutuksessame aineisiin kuuluu kaksi paria emäksiä ja happoja. Bronsted kutsuu heitä konjugaatiksi. Nämä ovat tärkeimmät säännökset, jotka happojen ja emästen protolyyttinen teoria sallii muotoilla. Samaan aikaan protolyyttiset reaktiot etenevät kahdella tavalla, koska mikä tahansa aine voi olosuhteista riippuen olla sekä happoa että emästä.
Myöhemmin Bronsted kehitti happo-emäskatalyysin teorian, ja Lowry työskenteli orgaanisten yhdisteiden optisen aktiivisuuden parissa.
Solvosysteemien teoria ilmestyi ideoiden kehityksen myötä,nimittivät Arrhenius ja Ostwald. Sitä käytetään useimmiten reaktioissa proottisten liuottimien kanssa. Sen ehdotti kolme amerikkalaista - Cady, Franklin ja Kraus.
Tämän hypoteesin mukaan kaikki perustuuioninen liuotin. Sillä on kyky hajota yksittäisiksi ioneiksi ilman liuotinta. Tässä tapauksessa kationi ja anioni. Tässä tapauksessa ensimmäinen on litiumioni ja toinen on litiumioni. Reaktiossa käytetty proottinen liuotin pystyy siirtämään protonin mistä tahansa neutraalista nestemolekyylistä toiseen. Tämän seurauksena muodostuu yhtä suuri määrä anioneja ja kationeja.
Tämän reaktion tuote on liuotin ja suola.
Tätä teoriaa käytetään reaktioiden ennustamiseenhappojen ja emästen välillä missä tahansa liuottimessa. Näitä prosesseja on myös mahdollista hallita liuottimella. Teoria kuvaa yksityiskohtaisesti sellaisten aineiden ominaisuuksia, jotka eivät sisällä happea ja vetyä.
Kemiassa on käsite "Lewis-happo". Se on ioni tai molekyyli, jolla on vapaita elektronirataita, joihin se voi vastaanottaa elektronipareja. Silmiinpistävä esimerkki on protonit - vetyionit, samoin kuin tiettyjen metallien, joidenkin suolojen ja aineiden ionit.
Jos Lewis-hapossa ei ole vetyä, sitä kutsutaan aproottiseksi.
Yleisimmän teorian hapoista ja emäksistä vuonna 1939 muotoili Neuvostoliiton kemisti Mihail Usanovich.
Se perustuu ajatukseen, että mikä tahansahapon ja emäksen välinen vuorovaikutus johtaa suolan muodostumisreaktioon. Happo määritellään siis hiukkaseksi, joka poistaa kationit itsestään, mukaan lukien protonit, ja kiinnittää myös anionit ja ennen kaikkea elektroneja niiden sijaan.
Samalla hiukkanen on pohja,jolla on kyky kiinnittää protoni tai mikä tahansa muu kationi itseensä. Mutta se voi myös lahjoittaa elektronin tai anionin. Perusero Lewisin teoriasta on, että "emäksen" ja "hapon" määritelmät eivät perustu niiden elektronikuoren rakenteeseen, vaan niiden hiukkasen varauksen merkkiin.
Samalla Usanovichin teoriassa on puutteita. Tärkeimmät niistä ovat suuri joukko yleiskäsitteitä ja sumeita peruskäsitteiden muotoiluja. Lisäksi tämä teoria ei salli kvantitatiivisia ennusteita happojen ja emästen vuorovaikutuksen seurauksista.
