เกิดอะไรขึ้นเมื่อมีการรวมกรดและเบสเข้าด้วยกัน?

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• กรดบริจาค H +; ฐานบริจาค OH-
• กรดและเบสของอาร์เรเนียสรวมกันเป็นเกลือ
• Brønsted-Lowry พูดถึงปฏิกิริยาของกรด / เบส
• ลูอิสพูดทั่วไปยิ่งขึ้น

นักเคมีมีสามทฤษฎีแยกกันสำหรับสิ่งที่ก่อให้เกิดกรดและเบส แต่ไม่มีข้อขัดแย้งใด ๆ กับความจริงที่ว่าพวกเขาทำให้เป็นกลางซึ่งกันและกัน เมื่อรวมกันในการแก้ปัญหาน้ำพวกเขาผลิตเกลือ กรดและเบสสามารถรวมกันในรูปแบบอื่นได้อย่างไรก็ตามเมื่อทำเช่นนั้นผลิตภัณฑ์ไม่ได้เป็นเกลือเสมอไป ตัวอย่างเช่นเมื่อคุณเพิ่มสังกะสีในแอมโมเนียปฏิกิริยาจะส่งผลให้เกิดไอออนเชิงซ้อน จนกว่าจะมีการนำกรดและเบสของทฤษฎีลูวิสมาใช้สิ่งนี้จะไม่ถือว่าเป็นปฏิกิริยากรด / เบส

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

ในสารละลายที่เป็นกรดกรดและเบสรวมกันเพื่อทำให้เป็นกลางและผลิตเกลือ ปฏิกิริยากรดเบสที่ไม่เกิดขึ้นในน้ำมักจะสร้างเกลือ แต่พวกมันก็อาจสร้างไอออนที่ซับซ้อน

กรดบริจาค H +; ฐานบริจาค OH-

ตามทฤษฎีขั้นสูงโดย Svante Arrhenius นักฟิสิกส์และนักเคมีที่ได้รับรางวัลโนเบลกรดในสารละลายช่วยบริจาคเอช⁺ ไอออนในน้ำ ไอออนไม่ลอยไปรอบ ๆ อย่างอิสระ แต่แทนที่จะยึดติดกับโมเลกุลของน้ำเพื่อสร้างไอออนไฮโดรเนียม (H₃O⁺) ค่าความเป็นกรด - ด่างของสารละลายซึ่งหมายถึง "พลังของไฮโดรเจน" เป็นหน่วยวัดจำนวนไอออนเหล่านี้ ค่า pH เป็นลอการิทึมลบของความเข้มข้นดังนั้นค่า pH ที่ต่ำกว่าความเข้มข้นของไอออนเหล่านี้จะยิ่งสูงขึ้นและยิ่งสารละลายมีความเป็นกรดมากขึ้น ในทางกลับกันบริจาคไฮดรอกไซด์ (OH)^-) ไอออน เมื่อสารละลายมีความเหนือกว่าของไอออนไฮดรอกไซด์ค่า pH ของมันจะสูงกว่า 7 (จุดที่เป็นกลาง) และสารละลายนั้นเป็นด่าง กรดและเบสที่ทำงานในลักษณะนี้เรียกว่ากรดและเบสของอาร์เรเนียส ไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl) เป็นตัวอย่างของกรด Arrhenius และโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) เป็นฐานของ Arrhenius

กรดและเบสของอาร์เรเนียสรวมกันเป็นเกลือ

เมื่อคุณรวมกรด Arrhenius และฐานในสารละลายเดียวกันไฮโดรเนียมไอออนที่มีประจุบวกจะรวมกับไอออนไฮดรอกไซด์เพื่อผลิตน้ำและไอออนที่เหลือจะรวมกันเพื่อผลิตเกลือ หากไอออนที่มีอยู่ทั้งหมดรวมกันด้วยวิธีนี้สารละลายจะกลายเป็นค่า pH เป็นกลางซึ่งหมายความว่ากรดและเบสจะทำให้เป็นกลางซึ่งกันและกัน ตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุดคือการละลายไฮโดรเจนคลอไรด์และโซเดียมไฮดรอกไซด์ในสารละลายเพื่อผลิตโซเดียมอิสระ⁺) และคลอไรด์ (Cl^-) ไอออน พวกเขารวมกันเพื่อสร้าง NaCl หรือเกลือแกงทั่วไป กระบวนการนี้เรียกว่าการไฮโดรไลซิส

Brønsted-Lowry พูดถึงปฏิกิริยาของกรด / เบส

นักเคมีชื่อโยฮันเนสนิโคลัสบรูนสเตดและโธมัสมาร์ตินโลว์รีย์ได้แนะนำแนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับกรดและเบสในปี 1923 โดยทฤษฎีแล้วกรดเป็นสารประกอบที่บริจาคโปรตอน (H)⁺) ในขณะที่ฐานเป็นสารประกอบที่ยอมรับหนึ่ง ความคิดนี้ขยายคำจำกัดความของ Arrhenius เพื่ออธิบายปฏิกิริยาของกรดเบสซึ่งไม่เกิดขึ้นในสารละลายที่เป็นน้ำ ยกตัวอย่างเช่นตามคำนิยามของBrønsted-Lowry ปฏิกิริยาระหว่างแอมโมเนียและไฮโดรเจนคลอไรด์ในการผลิตเกลือแอมโมเนียมคลอไรด์เป็นปฏิกิริยาของกรดเบสที่ไม่เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนไฮโดรเนียมหรือไฮดรอกไซด์ไอออน มันจะไม่ถือว่าเป็นปฏิกิริยากรด - เบสภายใต้คำนิยามของ Arrhenius ปฏิกิริยากรดเบส Bronsted-Lowry ไม่ได้ผลิตน้ำเสมอไป แต่มันก็ยังผลิตเกลืออยู่

ลูอิสพูดทั่วไปยิ่งขึ้น

นอกจากนี้ในปี 1923 จีเอ็น Lewis จาก UC Berkeley แก้ไขคำจำกัดความของกรดและเบสเพื่ออธิบายปฏิกิริยาที่ไม่สามารถอธิบายได้โดยใช้แนวคิดของBrønsted-Lowry ในทฤษฎีของลูอิสฐานเป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอนคู่ในขณะที่กรดเป็นตัวรับอิเล็กตรอน ความคิดนี้ช่วยอธิบายปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นไม่เพียง แต่ระหว่างของแข็งและของเหลวเท่านั้น แต่ยังเกิดแก๊สเป็นปฏิกิริยากรด - เบส ในทฤษฎีนี้ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาอาจไม่ใช่เกลือ ตัวอย่างเช่นปฏิกิริยาระหว่างสังกะสีไอออนและแอมโมเนียก่อให้เกิด tetraamminezinc ซึ่งเป็นไอออนเชิงซ้อน

สังกะสี²⁺+ 4NH₃→⁴⁺.