Ο επιστήμονας Svante Arrhenius πρότεινε πρώτα ότι τα οξέα διαχωρίζονται στο νερό για να σχηματίσουν ιόντα. Σύμφωνα με τον ίδιο, τα οξέα ήταν υλικά που περιελάμβαναν ιόν υδρογόνου. Διαλυμένο σε νερό, το ιόν υδρογόνου, Η+, δίνει στο διάλυμα τα χαρακτηριστικά ενός οξέος. Ο Arrhenius ανέπτυξε επίσης έναν αντίστοιχο ορισμό για μια βάση. Όταν διαλύονται σε νερό, οι βάσεις παράγουν ιόντα υδροξειδίου, ΟΗ-, που δίνουν στη λύση τα χαρακτηριστικά μιας βάσης.
Οι ορισμοί του Arrhenius καλύπτουν πολλά από τα πιο κοινά οξέα και βάσεις και τις χημικές τους αντιδράσεις, αλλά υπάρχουν και άλλα υλικά που έχουν τα χαρακτηριστικά των οξέων αλλά δεν ταιριάζουν με το Arrhenius ορισμός. Οι ευρύτεροι ορισμοί των οξέων μπορούν να περιλαμβάνουν μερικά από αυτά τα υλικά.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Ένα οξύ Arrhenius είναι ένα υλικό που, όταν διαλύεται σε νερό, διασπάται σε ιόντα, συμπεριλαμβανομένων των ιόντων υδρογόνου. Σύμφωνα με τον Arrhenius, ένα οξύ μπορεί να οριστεί ως ένα υλικό που αυξάνει τη συγκέντρωση των ιόντων υδρογόνου στο νερό. Ο αντίστοιχος ορισμός για τις βάσεις είναι ένα υλικό που αυξάνει τη συγκέντρωση των ιόντων υδροξειδίου. Οι ορισμοί του Arrhenius περιορίζονται σε υλικά που διαλύονται στο νερό, ενώ οι ευρύτεροι ορισμοί μπορούν να περιλαμβάνουν περισσότερα υλικά μεταξύ οξέων και βάσεων.
Τα χαρακτηριστικά ενός οξέος Arrhenius
Ιστορικά, τα οξέα περιγράφηκαν ως ξινά και διαβρωτικά, αλλά λίγα ήταν γνωστά για τη βάση αυτών των χαρακτηριστικών. Το 1884, ο Svante Arrhenius πρότεινε ενώσεις όπως NaCl ή επιτραπέζιο αλάτι να σχηματίζουν φορτισμένα σωματίδια που ονομάζονται ιόντα όταν διαλύονται σε νερό. Το 1887, ο Arrhenius είχε αναπτύξει μια θεωρία που τον οδήγησε να προτείνει ότι τα οξέα ιονίζονταν στο νερό για την παραγωγή ιόντων υδρογόνου. Τα ιόντα υδρογόνου έδωσαν στα οξέα τα χαρακτηριστικά τους.
Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των οξέων είναι ότι αντιδρούν με μέταλλα για να σχηματίσουν αλάτι και αέριο υδρογόνο. Χρησιμοποιώντας τον ορισμό Arrhenius ενός οξέος, είναι σαφές ότι το οξύ διαλύεται στο νερό σε ιόντα υδρογόνου και τα άλλα αρνητικά ιόντα από το οξύ. Το μέταλλο συνδυάζεται με τα αρνητικά ιόντα, αφήνοντας τα ιόντα υδρογόνου και επιπλέον ηλεκτρόνια για να σχηματίσουν αέριο υδρογόνο.
Τα οξέα αντιδρούν επίσης με βάσεις για να σχηματίσουν αλάτι και νερό. Σύμφωνα με τον ορισμό του Arrhenius, οι βάσεις παράγουν ιόντα υδροξειδίου σε διάλυμα. Ως αποτέλεσμα, σε μια αντίδραση οξέος-βάσης, τα ιόντα υδρογόνου από το οξύ συνδυάζονται με τα ιόντα υδροξειδίου από τη βάση για να σχηματίσουν μόρια νερού. Τα αρνητικά ιόντα από το οξύ συνδυάζονται με τα θετικά ιόντα από τη βάση για να σχηματίσουν ένα αλάτι.
Παραδείγματα αντιδράσεων οξέος Arrhenius
Όταν ένα τυπικό οξύ Arrhenius όπως το υδροχλωρικό οξύ αντιδρά με ένα μέταλλο ή μια βάση, οι ορισμοί του Arrhenius διευκολύνουν την παρακολούθηση των αντιδράσεων. Για παράδειγμα, το υδροχλωρικό οξύ, HCl, αντιδρά με ψευδάργυρο, Zn, σχηματίζοντας χλωριούχο ψευδάργυρο και αέριο υδρογόνο. Τα αρνητικά ιόντα Cl συνδυάζονται με τα άτομα ψευδαργύρου για να σχηματίσουν το ZnCl2 μόρια και παράγουν επιπλέον ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια συνδυάζονται με τα ιόντα υδρογόνου από το οξύ για να γίνουν αέρια υδρογόνου. Ο χημικός τύπος είναι Zn + 2HCl = ZnCl2 + Χ2.
Όταν το υδροχλωρικό οξύ συνδυάζεται με μια βάση όπως υδροξείδιο του νατρίου, NaOH, η βάση διαχωρίζεται σε ιόντα νατρίου και υδροξειδίου. Τα ιόντα υδρογόνου από το υδροχλωρικό οξύ συνδυάζονται με τα ιόντα υδροξειδίου από το υδροξείδιο του νατρίου για να σχηματίσουν νερό. Τα ιόντα νατρίου συνδυάζονται με τα ιόντα χλωρίου για να σχηματίσουν NaCl ή επιτραπέζιο αλάτι. Ο χημικός τύπος είναι HCl + NaOH = NaCl + H2Ο.
Ευρύτεροι ορισμοί των οξέων
Ο ορισμός του Arrhenius για τα οξέα είναι στενός υπό την έννοια ότι εφαρμόζεται μόνο σε ουσίες που διαλύονται στο νερό και μόνο σε εκείνες που έχουν ιόντα υδρογόνου. Ένας ευρύτερος ορισμός ορίζει τα οξέα ως ουσίες που αυξάνουν τη συγκέντρωση των ιόντων υδρογόνου όταν διαλύονται σε νερό.
Ακόμη και ευρύτεροι ορισμοί όπως οι ορισμοί Lewis ή Bronsted-Lowry περιγράφουν οξέα ως δέκτες ηλεκτρονίων ή ως δότες πρωτονίων. Περιλαμβάνουν ουσίες που εμφανίζουν τα χαρακτηριστικά των οξέων αλλά δεν ταιριάζουν στον παραδοσιακό ορισμό. Για τις κοινές χημικές αντιδράσεις από την άλλη πλευρά, οι ορισμοί του Arrhenius αποτελούν μια καλή βάση για να εξηγήσουν πώς λειτουργούν οι αντιδράσεις.
