Forskeren Svante Arrhenius foreslog først, at syrer dissocieres i vand for at danne ioner. Ifølge ham var syrer materialer, der indeholdt en hydrogenion. Opløst i vand, hydrogenionen, H+, giver opløsningen karakteristika for en syre. Arrhenius udviklede også en tilsvarende definition for en base. Når de opløses i vand, producerer baser hydroxidioner, OH-, der giver løsningen egenskaberne ved en base.
Arrhenius-definitionerne dækker mange af de mest almindelige syrer og baser og deres kemiske reaktioner, men der er andre materialer, der har karakteristika for syrer, men som ikke passer til Arrhenius definition. Bredere definitioner af syrer kan omfatte nogle af disse materialer.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
En Arrhenius-syre er et materiale, der, når det opløses i vand, adskilles i ioner, herunder hydrogenioner. Ifølge Arrhenius kan en syre defineres som et materiale, der øger koncentrationen af brintioner i vand. Den tilsvarende definition for baser er et materiale, der øger koncentrationen af hydroxidioner. Arrhenius-definitionerne er begrænset til materialer, der opløses i vand, mens bredere definitioner kan omfatte flere materialer blandt syrer og baser.
Kendetegnene ved en Arrhenius-syre
Historisk blev syrer beskrevet som sure og ætsende, men man vidste ikke meget om grundlaget for disse egenskaber. I 1884 foreslog Svante Arrhenius, at forbindelser som NaCl eller bordsalt dannede ladede partikler kaldet ioner, når de opløstes i vand. I 1887 havde Arrhenius udviklet en teori, der fik ham til at antyde, at syrer ioniserede i vand for at producere brintioner. Hydrogenionerne gav syrer deres egenskaber.
Et vigtigt kendetegn ved syrer er, at de reagerer med metaller til dannelse af salt og brintgas. Ved hjælp af Arrhenius-definitionen af en syre er det klart, at syren opløses i vand i brintioner og de andre negative ioner fra syren. Metallet kombineres med de negative ioner, hvilket efterlader brintionerne og ekstra elektroner til dannelse af brintgas.
Syrer reagerer også med baser til dannelse af salt og vand. Ifølge Arrhenius-definitionen producerer baser hydroxidioner i opløsning. Som et resultat kombineres hydrogenionerne fra syren i en syre-base-reaktion med hydroxidionerne fra basen til dannelse af vandmolekyler. De negative ioner fra syren kombineres med de positive ioner fra basen til dannelse af et salt.
Eksempler på Arrhenius-syrereaktioner
Når en typisk Arrhenius-syre, såsom saltsyre, reagerer med et metal eller en base, gør Arrhenius-definitionerne det let at følge reaktionerne. For eksempel reagerer saltsyre, HCl, med zink, Zn, til dannelse af zinkchlorid og hydrogengas. De negative Cl-ioner kombineres med zinkatomer for at danne ZnCl2 molekyler og generere ekstra elektroner. Elektronerne kombineres med hydrogenionerne fra syren for at blive hydrogengas. Den kemiske formel er Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2.
Når saltsyre kombineres med en base, såsom natriumhydroxid, NaOH, dissocieres basen i natrium- og hydroxidioner. Hydrogenionerne fra saltsyren kombineres med hydroxidionerne fra natriumhydroxidet til dannelse af vand. Natriumionerne kombineres med klorionerne til dannelse af NaCl eller bordsalt. Den kemiske formel er HCl + NaOH = NaCl + H2O.
Bredere definitioner af syrer
Arrhenius-definitionen af syrer er snæver i den forstand, at den kun gælder for stoffer, der opløses i vand og kun for dem, der har brintioner. En bredere definition definerer syrer som stoffer, der øger koncentrationen af brintioner, når de opløses i vand.
Selv bredere definitioner såsom Lewis- eller Bronsted-Lowry-definitionerne beskriver syrer som elektronacceptorer eller som protondonorer. De inkluderer stoffer, der viser syrenes egenskaber, men som ikke passer til den traditionelle definition. For almindelige kemiske reaktioner danner Arrhenius-definitionerne et godt grundlag for at forklare, hvordan reaktionerne fungerer.