Teoria Protolitica

Apa are rol esential. Teoria lui Arrhenius a insemnat un mare pas inainte pe calea intelegerii chimiei acizilor si a bazelor, definindu-i numai in solutie apoasa. In anul 1923, chimistul danez Bronsted si chimistul englez Lowry propun o definitie mai generala a acizilor si bazelor (valabila pentru solutii apoase si neapoase). Ei arata ca in solutie apoasa, ionul de hidrogen se gaseste sub forma de ion de hidroniu (H3O+), are rol de baza. Acizii si bazele pot fi definite si in absenta apei sau in alt solvent. Reactii care implica apa: 1) dizolovarea unei baze in apa se stabileste urmatorul echilibru, iar deoarece apa cedeaza un proton, are rol de acid.

B + H2O ? BH+ + HO- 2) acizii care pot ceda un singur proton unei baze (HCl, HNO3, HClO4). HNO3 + H2O ? H3O+ + NO3- 3) intr-o reactie de echilibru acida-bazica (Brnsted), in mediul de reactie exista doua specii de acizi si doua specii de baze. HCl (aq) + H2O (l) = H3O ? H3O+ (aq) + Cl- (aq) HCl pierde un proton si formeaza ionul clorura, Cl-, care este baza sa conjugata.

In solutie se formeza cuplul HCl/Cl-. H2O accepta un proton si se formeza astfel ionul hidroniu, H3O+, care este acidul sau conjugat, se formeaza cuplul H2O/H3O+. Acestea se numesc cupluri acido-bazice. In functie de mediul de reactie apa poate participa la doua cupluri acido-bazice: H2O/H3O+ apa cu rol de baza si H2O/HO- apa cu rol de acid.

4) formarea stalactitelor si stalagmitelor, formatiuni carstice atat de spectaculoase, are la baza reactia CaCO3 + CO2 + H2O ? CA (HCO3) 2 in care este prezent cuplul acid-baza HCO3/CO32-. Se cunosc multe substante cu caracter bazic care nu contin ioni OH- precum si substante cu caracter acid care nu contin ionii H+; prin urmare, teoria disociatiei electrolitice nu este suficient de cuprinzatoare; ea nu poate explica aciditatea, respectiv bazicitatea tuturor substantelor. Aceasta teorie considera ca ionul de hidrogen H+ poate exista singur, ceea ce nu este in acord cu realitatea. Acest ion este totdeauna atras de particule chimice cu densitatea electrolitica mare, inclusiv de moleculele de apa: Aceasta reactie de hidratare este puternic exoterma, iar constanta de echilibru are o valoare foarte mare; astfel la 298oK: S-a pus in evidenta ca acizii disociaza si in medii neapoase, ca in etanol anhidru sau in amoniac lichid, cand ionul de hidrogen formeaza cu aceste molecule cationii C2H5 OH2+, respectiv NH4+. In aceste medii pot ioniza si bazele.

Dupa teoria lui Nikolaus Johannes Bronsted (1879-1947) si a lui T. M. Lowry, elaborata in mod independent unul de altul (1923), un acid este o substanta care poate ceda protoni, iar baza este o substanta care poate primi protoni.

In reactiile acido-bazice are loc totdeauna transfer de protoni, de unde si numele teoriei. Prin pierderea unui proton, acidul A se transforma in baza conjugata B; prin combinarea bazei B cu protonul, apare acidul conjugat A: A B + H+ ca de exemplu: CH3 COOH CH3 COO- + H+ Acidul este donor de protoni, iar ...