Teadlane Svante Arrhenius tegi esmalt ettepaneku, et happed eralduksid vees ioonide moodustamiseks. Tema sõnul olid happed materjalid, mis sisaldasid vesiniku iooni. Vees lahustunud vesinikioon, H+, annab lahusele happe omadused. Arrhenius töötas välja ka baasi vastava definitsiooni. Alused toodavad vees lahustatuna hüdroksiidi ioone, OH-, mis annavad lahendusele aluse omadused.
Arrheniuse definitsioonid hõlmavad paljusid levinumaid happeid ja aluseid ning nende keemilisi reaktsioone, kuid on ka teisi materjale, millel on hapete omadused, kuid mis ei sobi Arrheniusega määratlus. Hapete laiem määratlus võib hõlmata mõnda neist materjalidest.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Arrheniuse hape on materjal, mis vees lahustudes dissotsieerub ioonideks, sealhulgas vesinikioonideks. Arrheniuse sõnul võib hapet määratleda materjalina, mis suurendab vesinikioonide kontsentratsiooni vees. Aluste vastav määratlus on materjal, mis suurendab hüdroksiidioonide kontsentratsiooni. Arrheniuse definitsioonid piirduvad vees lahustuvate materjalidega, samas kui laiemad definitsioonid võivad hapete ja aluste hulka lisada rohkem materjale.
Arreniuse happe omadused
Ajalooliselt kirjeldati happeid kui hapusid ja söövitavaid, kuid nende omaduste aluste kohta oli vähe teada. 1884. aastal tegi Svante Arrhenius ettepaneku, et sellised ühendid nagu NaCl või lauasool moodustaksid vees lahustumisel laetud osakesed, mida nimetatakse ioonideks. Aastaks 1887 oli Arrhenius välja töötanud teooria, mis viis ta vihjama, et vees ioniseeritud happed toodavad vesinikuioone. Vesinikioonid andsid hapetele nende omadused.
Hapete oluline omadus on see, et nad reageerivad metallidega, moodustades soola ja vesiniku. Kasutades happe Arrheniuse määratlust, on selge, et hape lahustub vees vesinikioonideks ja muud happe negatiivseteks ioonideks. Metall ühineb negatiivsete ioonidega, jättes vesinikioonid ja ekstra elektronid gaasiliseks vesinikuks.
Happed reageerivad ka alustega, moodustades soola ja vett. Arrheniuse definitsiooni kohaselt toodavad alused lahuses hüdroksiidi ioone. Selle tulemusena ühinevad happe-aluse reaktsioonis happe vesinikuioonid aluse hüdroksiidioonidega, moodustades veemolekulid. Happest tulenevad negatiivsed ioonid ühinevad aluse positiivsete ioonidega, moodustades soola.
Arreniuse happeliste reaktsioonide näited
Kui tüüpiline Arreniuse hape, näiteks vesinikkloriidhape, reageerib metalli või alusega, on Arrheniuse definitsioonide abil reaktsioonide jälgimine lihtne. Näiteks vesinikkloriidhape, HCl, reageerib tsingi, Zn-ga, moodustades tsinkkloriidi ja gaasilise vesiniku. Negatiivsed Cl-ioonid koos tsingi aatomitega moodustavad ZnCl2 molekulid ja genereerivad ekstra elektrone. Elektronid ühinevad happe vesinikioonidega gaasiliseks vesinikuks. Keemiline valem on Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2.
Kui vesinikkloriidhape liitub alusega nagu naatriumhüdroksiid, NaOH, dissotsieerub alus naatrium- ja hüdroksiidioonideks. Vesinikkloriidhappe vesinikioonid ühenduvad naatriumhüdroksiidi hüdroksiidioonidega, moodustades vee. Naatriumioonid ühendavad klooriioonidega NaCl või lauasoola. Keemiline valem on HCl + NaOH = NaCl + H2O.
Hapete laiemad määratlused
Arrheniuse hapete määratlus on kitsas selles mõttes, et see kehtib ainult vees lahustuvate ainete ja ainult vesiniku ioone sisaldavate ainete kohta. Laiemas määratluses määratletakse happed ainetena, mis suurendavad vees lahustatuna vesinikioonide kontsentratsiooni.
Isegi laiemad definitsioonid, näiteks Lewise või Bronsted-Lowry definitsioonid, kirjeldavad happeid elektronide aktseptoritena või prootonidoonoritena. Nende hulka kuuluvad ained, millel on hapete omadused, kuid mis ei vasta traditsioonilisele määratlusele. Seevastu levinud keemiareaktsioonide jaoks on Arrheniuse definitsioonid heaks aluseks reaktsioonide toimimise selgitamiseks.