واکنش اسید و باز

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

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[ویرایش]

نظریهٔ آرنیوس[ویرایش]

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[ویرایش]

Johannes Brønsted.jpgThomas Martin Lowry2.jpg
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[ویرایش]

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[ویرایش]

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
2
O2−
7

(acid)
NO+
2
+ 2 SO2−
4

منابع[ویرایش]

  1. Miessler, G.L. , Tarr, D. A. (1991), Inorganic Chemistry, p. 166
  2. Miessler, G. (1991). Inorganic Chemistry (2nd ed.). Prentice Hall. ISBN 0-13-465659-8. Chapter 6: Acid-Base and Donor-Acceptor Chemistry
  3. مورتیمر، چارلز (۱۳۸۳). شیمی عمومی ۲. دوم. تهران: نشر علوم دانشگاهی. شابک ۹۶۴۶۱۸۶۳۳۵.
  4. Concise Encyclopedia of Chemistry. New York: McGraw-Hill. 2004. ISBN 0-07-143953-6.
  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. United States of America: Pearson. p. 170. ISBN 978-0-321-81105-9.