واکنش اسید و باز

واکنش اسید و باز یک واکنش شیمیایی است که میان یک اسید و یک باز اتفاق می‌افتد. مفاهیم متعددی که تعاریف دیگری از مکانیزم واکنش‌های درگیر و کاربرد آن‌ها در حل مسائل وجود دارد. علی‌رغم تعدد تعاریف مختلف، اهمیت آن‌ها در تجزیه و تحلیل هنگام سر و کار داشتن با واکنش‌های اسید و باز در حالت‌های گازی یا به خصوص مایع یا حتی در حالت‌هایی که به ندرت دیده‌می‌شوند، مشخص می‌شود. اولین مفاهیم دربارهٔ واکنش‌های اسید و باز در حدود سال ۱۷۷۶ توسط آنتوان لاووازیه تنظیم شد.[۱]

نظریه‌های معمول

نظریهٔ آرنیوس

مطابق تعریف سوانت آرنیوس اسید ماده‌ای است که در محلول آبی از هم جدا می‌شود و یون هیدروژن H+ (یک پروتون) آزاد می‌کند.[۲]

HA در تعادل است با A− + H+

ثابت تعادل در این گونه واکنش‌های جداسازی، ثابت جداسازی نام دارد. پروتون آزاد شده با یک مولکول آب وارد واکنش می‌شود تا یک هیدرونیوم (یا اکسینیوم) یون H۳O+ بدهد. بعدها آرنیوس پیشنهاد کرد که این جداسازی را با نام واکنش اسید-باز شناخته شود.

HA + H۲O در تعادل است با A− + H۳O+.

نظریهٔ لوری-برونستد

یوهانس نیکولاس برونستد و مارتین لوری

بر طبق این تئوری اسید ماده ای است که پروتون (H+) از دست می‌دهد و باز ماده ای است که پروتون می‌گیرد. به عنوان نمونه در واکنش اسید استیک و آب، استیک اسید پروتون از دست داده و آب پروتون می‌گیرد پس استیک اسید، اسید و آب به عنوان باز عمل می‌کند.[۳][۴]

نظریهٔ لوییس

مولکولی که بتواند جفت الکترون غیر پیوندی از مولکول دیگری دریافت کند اسید و مولکول دهنده جفت الکترون باز است. این نظریه نخستین بار توسط دانشمند مشهور آمریکایی گیلبرت لوویس و در سال ۱۹۲۳ ارائه شد.[۵]

نظریه لوکس–فلود

این نظریه نخستین بار توسط شیمیدان آلمانی هرمان لوکس در سال ۱۹۳۹ مطرح شد[۶][۷] و سپس توسط شیمیدان نروژی هاکون فلود در سال ۱۹۴۷ توسعه یافت.[۸] در نظریه لوکس-فولد، جابجایی یون اکسید (O2−) عامل تشخیص اسید و باز است. با توجه به این نظریه، ترکیباتی مانند MgO و SiO2 در حالت جامد ممکن است به عنوان اسید یا باز دسته‌بندی شوند. به عنوان مثال، کانی الیوین را می‌توان به عنوان یک ترکیب از اکسید بازیِ منیزیم (MgO) و اکسید اسیدیِ سیلیس (SiO2) در نظر گرفت. این طبقه‌بندی در علم زمین‌شیمی از اهمیت بالایی برخوردار است.[۹]

MgO
(base) + CO
2
(acid) → MgCO
3
CaO
(base) + SiO
2
(acid) → CaSiO
3
NO−
3
(base) + S
2O2−
7
(acid) → NO+
2 + 2 SO2−
4

سیستم های حلالی[۳]

در یک سیستم حلالی ، اسید جسمی است که کاتیون مشخص یک حلال را تولید کرده ، و باز جسمی است که آنیون مشخص آن حلال را تولید کند. حلال می تواند یکی از فرآورده های واکنش بین اسید و باز (خنثی شدن) باشد.

مثال:

+HCl + H2O → Cl- + H3O

آب سیستم حلالی است و با حل شدن هیدروکلریک اسید (HCl) در آن ، کاتیون ویژه آب ( یون هیدرونیوم ، +H3O) تولید می شود. هر دو یون تولید شده در واکنش ، محلول در آب هستند.

همچنین :

+NH3 + H2O → OH- + NH4

در واکنش باز آمونیاک با آب ، آنیون ویژه آب ، یعنی یون هیدروکسید (-OH) تولید خواهد شد .

منابع

  1. ↑ Miessler, G.L. , Tarr, D. A. (1991), Inorganic Chemistry (به انگلیسی), p. 166{{citation}}: نگهداری یادکرد:نام‌های متعدد:فهرست نویسندگان (link)‌
  2. ↑ Miessler, G. (1991). Inorganic Chemistry (2nd ed.). Prentice Hall. ISBN 0-13-465659-8. Chapter 6: Acid-Base and Donor-Acceptor Chemistry
  3. 1 2 مورتیمر، چارلز (۱۳۸۳). شیمی عمومی ۲. ج. دوم. تهران: نشر علوم دانشگاهی. شابک ۹۶۴۶۱۸۶۳۳۵.
  4. ↑ Concise Encyclopedia of Chemistry (به انگلیسی). New York: McGraw-Hill. 2004.
  5. ↑ Lewis, G.N. , Valence and the Structure of Atoms and Molecules (1923) p. 142.
  6. ↑ Franz, H. (1966). "Solubility of Water Vapor in Alkali Borate Melts". Journal of the American Ceramic Society. 49 (9): 473–477. doi:10.1111/j.1151-2916.1966.tb13302.x.
  7. ↑ Lux, Hermann (1939). ""Säuren" und "Basen" im Schmelzfluss: die Bestimmung. der Sauerstoffionen-Konzentration". Z. Elektrochem. (به آلمانی). 45 (4): 303–309.
  8. ↑ Flood, H.; Forland, T. (1947). "The Acidic and Basic Properties of Oxides". Acta Chemica Scandinavica. 1 (6): 592–604. doi:10.3891/acta.chem.scand.01-0592. PMID 18907702.
  9. ↑ Miessler, Gary L.; Fischer, Paul J.; Tarr, Donald A. (2014). Inorganic Chemistry (به انگلیسی). United States of America: Pearson. p. 170.
This article is issued from ویکی‌پدیا. The text is available under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 unless otherwise noted. Additional terms may apply for the media files.