Wie ergänzt das Brönsted-Lowry-Modell das Arrhenius-Modell??

Brönsted und Lowry ergänzten das Arrhenius -Modell, das die Konzepte von sauren Substanzen und Basensubstanzen erweiterte

Was sind Brönsted-Lowry- und Arrhenius-Modelle?

Sowohl Arrhenius 'Modell als auch Brönsted-Lowry beschreiben zwei Arten von sehr wichtigen Substanzen: Säuren und Basen. Beide nehmen an biologischen Prozessen teil und sind Teil nützlicher Arzneimittel und Verbindungen.

Säuren haben einen charakteristischen sauren Geschmack, während die Basen Seifen anfühlt. Diese sensorischen Unterschiede waren für eine lange Zeit diejenigen, die sie bis zum schwedischen Chemiker Svante Arrhenius (1859-1927) am Ende des 19. Jahrhunderts unterscheiden, die Unterscheidung quantitativ festgelegt hat.

Das Arrhenius-Base-Arrhenius-Modell besagt, dass eine Substanz ist:

• Säure, Wenn Sie Protonen freisetzen (Wasserstoffionen H⁺) oder Hydronio -H -Ionen₃ENTWEDER⁺ In wässriger Lösung.
• Base, Bei der Herstellung von Hydroxidionen (OH^{- -}) auch in wässriger Lösung.

Diese Definition ist nur auf wässrige Lösungen begrenzt. Daher erklärt es nicht.

Daher erweiterte zwei Chemiker, eine Dänische namens Johannes Brönsted (1879-1949), und ein anderer Englisch, Thomas Lowry (1874-1936), die Definitionen von Arrhenius unabhängig von.

Nach der neuen Theorie lautet die Definition von Säuren und Basen wie folgt:

• Säure Es sind jede chemische Spezies, die Protonen liefert (Wasserstoffionen H⁺) zu einer anderen Substanz.
• Base, Chemische Spezies, die Protonen akzeptiert (Wasserstoffionen H⁺) aus einer anderen Substanz.

Sodas Bicarbonat ist eine Basis und Essig, eine Säure. Bei der Reaktion werden Kohlendioxidblasen erzeugt, ein Salz- und Wasser -Acetat -Salz und Wasser. Quelle: Wikimedia Commons

Arrhenius 'Modell

In seiner Doktorarbeit erwartete Svante Arrhenius eine Theorie über die Elektrolytische Dissoziation. Dem zufolge gibt es Substanzen, die eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen, wenn sie sich in einer wässrigen Lösung befinden, dh Elektrizität leiten.

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Diese Substanzen sind Elektrolyte. Beispiel für sie ist übliches Salz oder Natriumchlorid, das in Wasser gelöst ist, was erzeugt Ionen (chemische Spezies mit Nettobelastung) in der Lösung.

Bei Natriumchlorid im Wasser ist die entsprechende Reaktion:

NaCl → Na⁺ + Cl^{- -}

In ähnlicher Weise ist die elektrolytische Dissoziation für eine Basis wie NaOH -Natriumhydroxid in wässriger Lösung:

NaOH → Na⁺ + Oh^{- -}

Und für eine Säure, auch in wässriger Lösung, wie z. B. HCL -Salzsäure, haben Sie:

HCl → Cl^{- -} + H⁺

Das Verhalten von Elektrolyten in wässriger Lösung veranlasste Arrhenius, Substanzen als Säure zu klassifizieren, die, wenn sie in Wasser gelöst wurden, Protonen und als Basen freigesetzt werden, auf die Ionen OH freigeben^{- -}. Daher werden sie jeweils Arrhenius -Säuren und Basen bezeichnet.

Der Vorteil dieser Theorie wird in Neutralisationsreaktionen offenbart, bei denen eine Säure und eine Basis -Base kombiniert werden. Dabei verschwinden die charakteristischen Ionen jeder Art von Substanz, h⁺ In Säuren und OH^- In den Basen, die Wasser produzieren.

Beispielsweise ist die Mischung einer wässrigen Lösung von HCl -Salzsäure mit einem NaOH -Natriumhydroxid ein typisches Beispiel für eine Neutralisationsreaktion:

HCl + NaOH → NaCl + H₂ENTWEDER

Die Reaktion zwischen einer Säure und einer Basis -Base erzeugt ein Salz mehr Wasser, das von der Reaktion zwischen den H -Ionen entstanden ist⁺ und oh^{- -}.

Einschränkungen des Arrhenius -Modells

Das Arrhenius -Modell war innovativ dafür, dass er als Erster eine quantitative Definition von Säure und Base anbot.

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Zuvor sollte die Unterscheidung zwischen einer Substanztyp mit Hilfe der Sinne erfolgen: Wenn eine Substanz bitter ist, wie Zitronensaft oder Essig, ist sie eine Säure; Wenn es rutschig oder Seife ist, ist es eine Basis.

Arrhenius stellte fest, dass Säuren Wasserstoff enthalten, die beim Auflösen in Wasser die Konzentration von Wasserstoffionen oder reinen Wasserprotonen erhöhen. Andererseits steigt durch Auflösen einer Basis die OH -Ionenkonzentration^{- -}.

Das Modell hat jedoch wichtige Einschränkungen:

-Das Konzept von Säure und Base wird nur in wässrigen Lösungen angewendet, aber es ist bekannt, dass es andere Substanzen gibt, die sich wie das eine oder andere verhalten können.

-Es gibt Säuren, die keinen Wasserstoff enthalten (z. B. Co₂ Und so₃) und Basen ohne Hydroxidionen (wie Ammoniak).

-In der Praxis bleiben Wasserstoffionen oder Protonen, die positiv beladen sind, in der Lösung nicht frei. Sie ziehen elektrisch Wassermoleküle an, die polar sind und Hydronium -H -Ionen verursachen₃ENTWEDER⁺.

Das Modell von Brönsted-Lowry

Die Einschränkungen von Arrheniuss Acid-Base-Base machten es notwendig, die Konzepte zu erweitern. Daher stimmten Johannes Brönsted und Thomas Lowry bis 1923 unabhängig und fast gleichzeitig zu.

Auf diese Weise bestehen Neutralisationsreaktionen einfach aus der Übertragung von Protonen zwischen Säure und Base. Der erste ist in der Lage, Protonen zu spenden, und der zweite ist bereit, sie zu akzeptieren.

Schematisch wäre die Neutralisationsreaktion wie folgt:

Säure₁ + Base₂ → Säure₂ + Base₁

Brönsted-Lowry-Säuren und Basen

Wenn Sie die Definition von Säure, die jedes Modell gegeben hat. Es wird jedoch daran erinnert, dass es Substanzen wie Ammoniak gibt, die sich in Wasser aufgelöst haben.

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Mit der Definition von Brönsted-Lowry wird das grundlegende Verhalten von Ammoniak in Wasser erklärt, weil das NH-Ammoniakmolekül₃ Akzeptiere ein Ion H⁺ von Wasser, und dies verhält sich wie eine Brönsted-Lowry-Säure.

Die Reaktion von Ammoniak und Wasser in wässriger Lösung beträgt:

NH₃ + H₂Oder ⇔ nh₄⁺ + Oh^{- -}

Der Doppelpfeil bedeutet, dass die Reaktion reversibel ist.

Auf diese Weise ergänzt das Brönsted-Lowry-Modell das von Arrhenius, einschließlich Fälle, die ursprünglich nicht nachgedacht haben.

Amphotente Substanzen

Wasser verhält sich als Brönsted-Lowry-Säure, wenn es mit einer Ammoniaklösung reagiert, kann sich aber auch als Basis von Brönsted-Lowry wie bei der nächsten Reaktion zwischen Salzsäure und Wasser verhalten:

HCl + H₂O → h₃ENTWEDER⁺ + Cl^{- -}

Wenn eine Substanz ein doppeltes Verhalten hat, das heißt, kann sie nach der Verbindung, mit der sie reagiert, saure oder base sein, sie heißt es Amphothera.

Andere amphotente Substanzen sind zusätzlich zum Wasser die Bicarbonat -Ionen- und Aminosäuren.

Verweise

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