산과 염기에 대한 이론은 질산과 황산을 포함한 강산에 대한 지식이 제한적인 1776 년 Antoine Lavoisier가 제시 한 개념을 기반으로합니다. Lavoisier는 물질의 산도는 할로겐화 수소와 다른 강산의 실제 조성을 알지 못하기 때문에 산소가 얼마나 포함되어 있는지에 달려 있다고 주장했습니다.
이 이론은 Berzelius와 von Liebig과 같은 과학자들이 수정을하고 다른 비전을 제안했을 때에도 수십 년 동안 산의 진정한 정의로 받아 들여졌지만, 산과 염기가 어떻게 작용하는지 더 명확하게보기 시작한 것은 Arrhenius였습니다.
산 및 염기 이론가 중 한 명인 Thomas Martin Lowry
Arrhenius의 뒤를 이어 물리학 자 Brönsted와 Lowry는 자신의 이론을 독자적으로 개발했으며, Lewis가 개선되고 더 정확한 버전을 제안 할 때까지.
이 일련의 이론은 오늘날까지 사용되고 있으며 현대 화학 열역학을 형성하는 데 도움이 된 것으로 알려져 있습니다.
아 레니 우스 이론
아 레니 우스 이론은 산과 염기에 대한 최초의 현대적 정의로, 1884 년에 같은 이름의 물리 화학자에 의해 제안되었습니다. 물질이 물에 용해되어 수소 이온을 형성 할 때 산으로 식별된다고 말합니다.
즉, 산은 수용액에서 H + 이온의 농도를 증가시킵니다 . 이것은 물에서 염산 (HCl)의 해리의 예를 통해 입증 될 수 있습니다.
염산 (수성) → H + (수성) + CL - (수성)
Arrhenius에 따르면 염기는 물에서 해리 될 때 수산화 이온을 방출하는 물질입니다. 즉, 이것은 OH의 농도가 증가한다 - 이온 수용액. Arrhenius 염기의 예는 물에 수산화 나트륨의 용해입니다.
NaOH를 나 → (AQ) + (AQ) + OH - (AQ)
이론은 또한 H + 이온 은 없지만이 명명법은 하이드로 늄 이온 (H 3 O + ) 을 표시하는 데 사용 되며이를 수소 이온이라고합니다.
알칼리도와 산도의 개념은 각각 수산화물과 수소 이온의 농도로만 설명되었고, 다른 유형의 산과 염기 (약한 버전)에 대해서는 설명하지 않았습니다.
Brönsted 및 Lowry 이론
요하네스 니콜라우스 브론 스 테드
이 이론은 1923 년에 덴마크에서 첫 번째, 영국에서 두 번째로 두 개의 물리 화학 물질에 의해 독립적으로 개발되었습니다. 둘 다 동일한 비전을 가지고있었습니다. Arrhenius의 이론은 제한적이며 (수용액의 존재에 완전히 의존했기 때문에) 산과 염기가 무엇인지 정확하게 정의하지 못했습니다.
이러한 이유로, 화학자들은 수소 이온을 중심으로 연구하여 주장했습니다. 산은 양성자를 방출하거나 기증하는 물질이고 염기는 양성자를 받아들이는 물질입니다.
그들은 평형 반응을 포함하는 그들의 이론을 증명하기 위해 예를 사용했습니다. 그는 각 산에 짝염기가 있고 각 염기에도 짝 산이 있다고 주장했다.
HA + B ↔ - + HB +
예를 들어 다음과 같이 반응합니다.
CH 3 COOH + H 2 O ↔ CH 3 COO - + H 3 O +
이전 반응에서, 아세트산 (CH 3 은 물 양성자 기부 때문에 COOH)는 산인 (H 2 O), 따라서 그것의 공액 염기되고, 아세테이트 이온 (CH 3 COO - ). 차례로 물은 아세트산에서 양성자를 받아들이고 공액 산인 하이드로 늄 이온 (H 3 O + ) 이되기 때문에 염기가됩니다 .
이 역반응은 또한 산-염기 반응입니다. 공액 산이 산이되고 공액 염기가 염기가되기 때문에 같은 방식으로 양성자를 기증하고 수용합니다.
Arrhenius에 비해이 이론의 장점은 산과 염기를 설명하기 위해 해리하는 데 산이 필요하지 않다는 것입니다.
루이스 이론
물리 화학자 Gilbert Lewis는 1923 년에 Brönsted와 Lowry가 이러한 물질에 대한 자체 이론을 제시 한 해인 1923 년에 산과 염기의 새로운 정의를 연구하기 시작했습니다.
1938 년에 발표 된이 제안은 수소 (또는 양성자) 요건이 정의에서 제거되었다는 이점이있었습니다.
그는 전임자들의 이론과 관련하여 "산의 정의를 수소를 포함하는 물질로 제한하는 것은 산화제를 산소를 포함하는 물질로 제한하는 것만 큼 제한적"이라고 말했다.
일반적으로이 이론은 염기를 전자 쌍을 제공 할 수있는 물질로 정의하고 산을이 쌍을받을 수있는 물질로 정의합니다.
보다 정확하게는 루이스 염기는 핵에 결합되지 않고 기증 될 수있는 한 쌍의 전자를 가진 염기이며, 루이스 산은 자유 전자 쌍을 받아 들일 수있는 염기라고 말합니다. 그러나 루이스 산의 정의는 느슨하며 다른 특성에 따라 다릅니다.
한 가지 예는 한 쌍의 전자를 받아들이는 능력이 있기 때문에 루이스 산으로 작용하는 트리메틸 보란 (Me 3 B)과 자유 전자 쌍을 제공 할 수있는 암모니아 (NH 3 ) 사이의 반응입니다.
나 3 B + : NH 3 → 나 3 B : NH 3
루이스 이론의 가장 큰 장점은 산화 환원 반응 모델을 보완하는 방식입니다. 원자.
이 이론의 또 다른 장점은, 삼 불화 붕소 (BF 같은 분자의 거동을 설명 할 수있게 해준다이다 3 ) 및 불화 규소 SIF ( 4 H가 존재하지 않음), +가 OH 또는 - 이온 에 의해 필요에 따라, 이전 이론.
참고 문헌
- Britannica, E.d. (sf). 브리태니커 백과 사전. britannica.com에서 검색
- Brønsted – Lowry 산 – 기본 이론. (sf). Wikipedia. en.wikipedia.org에서 검색
- Clark, J. (2002). 산과 염기의 이론. chemguide.co.uk에서 가져옴