Kemistillä on kolme erillistä teoriaa siitä, mikä on happo ja emäs, mutta ei ole erimielisyyttä siitä, että ne neutraloivat toisiaan. Kun ne yhdistyvät vesiliuokseen, ne tuottavat suolaa. Hapot ja emäkset voivat kuitenkin yhdistyä muilla tavoilla, ja kun ne tekevät, tuote ei ole aina suola. Esimerkiksi kun lisäät sinkkiä ammoniakkiin, reaktio johtaa monimutkaiseen ioniin. Ennen happojen ja emästen Lewisin teorian käyttöönottoa sitä ei olisi edes pidetty happo / emäksen reaktiona.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Vesiliuoksissa hapot ja emäkset yhdessä neutraloivat toisiaan ja tuottavat suolaa. Happo-emäs-reaktiot, joita ei tapahdu vedessä, tuottavat yleensä myös suoloja, mutta ne voivat myös tuottaa monimutkaisia ioneja.
Hapot luovuttavat H +; Perustat lahjoittavat OH-
Svante Arrheniusin esittämän teorian mukaan. Nobelin palkittu fyysikko ja kemisti, happo liuoksessa lahjoittaa H: n+ ioni vedessä. Ionit eivät kellu vapaasti, vaan kiinnittyvät vesimolekyyleihin muodostaen hydroniumioneja (H
3O+). Liuoksen pH, joka viittaa "vedyn voimaan", mittaa näiden läsnä olevien ionien lukumäärää. pH on negatiivinen pitoisuuden logaritmi, joten mitä matalampi pH, sitä korkeampi näiden ionien pitoisuus on, ja happamampi liuos. Emäkset puolestaan luovuttavat hydroksidia (OH-) -ionit. Kun liuoksessa on vallitseva määrä hydroksidi-ioneja, sen pH on yli 7 (neutraali piste) ja liuos on emäksinen. Tällä tavalla käyttäytyviä happoja ja emäksiä kutsutaan Arrhenius-hapoiksi ja emäksiksi. Kloorivety (HCl) on esimerkki Arrhenius-haposta ja natriumhydroksidi (NaOH) on Arrhenius-emäs.Arrhenius-hapot ja emäkset yhdistyvät muodostamaan suoloja
Kun yhdistät Arrhenius-hapon ja emäksen samaan liuokseen, positiivisesti varautunut hydronium ionit yhdistyvät hydroksidi-ionien kanssa veden tuottamiseksi, ja jäljelle jääneet ionit yhdistyvät tuottamaan a suola. Jos kaikki saatavilla olevat ionit yhdistyvät tällä tavalla, liuoksesta tulee pH-neutraali, mikä tarkoittaa, että happo ja emäs neutraloivat toisiaan. Tunnetuin esimerkki on vetykloridin ja natriumhydroksidin liuottaminen liuokseen vapaan natriumin (Na+) ja kloridi (Cl-) -ionit. Ne muodostavat yhdessä NaCl: n tai tavallisen pöytäsuolan. Tätä prosessia kutsutaan hydrolyysiksi.
Brønsted-Lowry yleistää happo / emäsreaktion
Apteekit, Johannes Nicolaus Brønsted ja Thomas Martin Lowry, esittivät itsenäisesti yleisemmän käsityksen hapoista ja emäksistä vuonna 1923. Teoriassaan happo on yhdiste, joka luovuttaa protonin (H+), kun taas emäs on yhdiste, joka hyväksyy sellaisen. Tämä käsite laajentaa Arrhenius-määritelmää happo-emäs-reaktioiden huomioon ottamiseksi, joita ei tapahdu vesiliuoksessa. Esimerkiksi Brønsted-Lowry-määritelmän mukaan reaktio ammoniakin ja kloorivedyn välillä tuottaa suolaa ammoniumkloridi on happo-emäksinen reaktio, joka ei sisällä hydroniumin tai hydroksidin vaihtoa ioneja. Sitä ei katsota happo- emäsreaktioksi Arrhenius-määritelmän mukaisesti. Bronsted-Lowry-happo-emäsreaktiot eivät aina tuota vettä, mutta ne tuottavat silti suoloja.
Lewis yleistää vielä enemmän
Myös vuonna 1923 G.N. Lewis UC Berkeleystä muutti happojen ja emästen määritelmää ottamaan huomioon reaktiot, joita ei voitu selittää käyttämällä Brønsted-Lowry -konseptia. Lewisin teoriassa emäkset ovat elektroniparin luovuttajia, kun taas hapot ovat elektroniparien hyväksyjiä. Tämä käsitys auttaa selittämään reaktioita, jotka tapahtuvat kiintoaineiden ja nesteiden lisäksi myös kaasujen välillä happo-emäs-reaktiona. Tässä teoriassa reaktion tuote ei välttämättä ole suola. Esimerkiksi sinkki-ionien ja ammoniakin välinen reaktio tuottaa tetraamiinisinkkiä, monimutkaisen ionin.
Zn2++ 4NH3→ [Zn (NH3)4]4+.