לכימאים יש שלוש תיאוריות נפרדות לגבי מהי חומצה ובסיס, אך אין חולק על העובדה שהם מנטרלים זה את זה. כאשר הם מתאחדים בתמיסת מים, הם מייצרים מלח. חומצות ובסיסים יכולים להשתלב בדרכים אחרות, אולם כאשר הם עושים זאת, המוצר אינו תמיד מלח. לדוגמא, כשמוסיפים אבץ לאמוניה, התגובה גורמת ליון מורכב. עד להכנסת תורת לואיס על חומצות ובסיסים, זה אפילו לא היה נחשב לתגובת חומצה / בסיס.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
בתמיסות מימיות, חומצות ובסיסים מתאחדים לנטרול זה את זה וליצור מלח. תגובות בסיסיות של חומצה שאינן מופיעות במים בדרך כלל מייצרות גם מלחים, אך הן עשויות לייצר גם יונים מורכבים.
חומצות תורמות H +; בסיסים תורמים OH-
על פי תיאוריה שקיבלה סוואנטה ארחניוס. פיסיקאי וכימאי שזכה בפרס נובל, חומצה בתמיסה תורמת H+ יון במים. היונים לא צפים בחופשיות, אלא מצמידים את עצמם למולקולות מים כדי ליצור יונים הידרוניום (H3או+). ה- pH של תמיסה, המתייחס ל"כוח המימן ", הוא מדד למספר היונים הללו. pH הוא לוגריתם שלילי של ריכוז, ולכן ככל שה- pH נמוך יותר, כך ריכוז היונים הללו גבוה יותר, והפתרון חומצי יותר. לעומת זאת, בסיסים תורמים הידרוקסיד (OH
-) יונים. כאשר לתמיסה יש יונים של הידרוקסיד, ה- pH שלה הוא מעל 7 (הנקודה הנייטרלית), והפתרון הוא אלקליין. חומצות ובסיסים המתנהגים כך מכונים חומצות ובסיסים של ארניוס. מימן כלורי (HCl) הוא דוגמה לחומצה Arrhenius, ונתרן hydroxide (NaOH) הוא בסיס Arrhenius.חומצות ארניוס ובסיסים מתאחדים ליצירת מלחים
כשמשלבים חומצה Arrhenius ובסיס באותה תמיסה, הידרוניום טעון חיובי יונים משתלבים עם יונים הידרוקסיד לייצור מים, והיונים שנותרו משולבים לייצור a מלח. אם כל היונים הזמינים מתאחדים בצורה זו, הפתרון הופך לניטראלי pH, כלומר החומצה והבסיס מנטרלים זה את זה. הדוגמה הידועה ביותר היא המסת מימן כלורי ונתרן הידרוקסיד בתמיסה לייצור נתרן חופשי (Na+) וכלוריד (Cl-) יונים. הם משתלבים ליצירת NaCl, או מלח שולחן נפוץ. תהליך זה נקרא הידרוליזה.
Brønsted-Lowry כללית את תגובת החומצה / הבסיס
צמד כימאים, יוהנס ניקולאוס ברונסטד ותומאס מרטין לורי, הציגו באופן עצמאי תפיסה כללית יותר של חומצות ובסיסים בשנת 1923. בתיאוריה שלהם, חומצה היא תרכובת התורמת פרוטון (H+ואילו בסיס הוא תרכובת המקבלת אחד כזה. תפיסה זו מרחיבה את ההגדרה Arrhenius כדי להסביר תגובות חומצה-בסיסיות שאינן מתרחשות בתמיסה מימית. לדוגמא, על פי הגדרת Brønsted-Lowry, התגובה בין אמוניה למימן כלורי ל- לייצר את המלח אמוניום כלורי הוא תגובה על בסיס חומצה שאינה כרוכה בהחלפת הידרוניום או הידרוקסיד יונים. זה לא ייחשב כתגובת חומצה על בסיס ההגדרה Arrhenius. תגובות בסיס חומצה ברונסטד-לורי לא תמיד מייצרות מים, אך הן עדיין מייצרות מלחים.
לואיס מכליל אפילו יותר
גם בשנת 1923, G.N. לואיס מ- UC Berkeley שינה את ההגדרה של חומצות ובסיסים בכדי לתת את הדעת לתגובות שלא ניתן היה להסביר באמצעות התפיסה Brønsted-Lowry. בתיאוריה של לואיס, בסיסים הם תורמים לזוג אלקטרונים ואילו חומצות הן מקבלי זוג אלקטרונים. תפיסה זו מסייעת להסביר תגובות המתרחשות, לא רק בין מוצקים לנוזלים, אלא גם גזים, כתגובות על בסיס חומצה. בתיאוריה זו יתכן שתוצר התגובה אינו מלח. לדוגמא, התגובה בין יוני אבץ לאמוניה מייצרת tetraamminezinc, יון מורכב.
Zn2++ 4NH3→ [Zn (NH3)4]4+.