化学者は、酸と塩基を構成するものについて3つの別々の理論を持っていますが、それらが互いに中和するという事実に意見の相違はありません。 それらが水溶液中で結合するとき、それらは塩を生成します。 酸と塩基は他の方法で組み合わせることができますが、それらが組み合わさった場合、製品は必ずしも塩であるとは限りません。 たとえば、アンモニアに亜鉛を加えると、反応によって錯イオンが発生します。 酸と塩基のルイス理論が導入されるまで、これは酸/塩基反応とは見なされていませんでした。
TL; DR(長すぎる; 読んでいない)
水溶液中では、酸と塩基が結合して互いに中和し、塩を生成します。 水中では起こらない酸塩基反応も通常塩を生成しますが、錯イオンを生成することもあります。
酸はH +を提供します。 塩基はOHを寄付します-
スヴァンテ・アレニウスによって進められた理論によると。 ノーベル賞を受賞した物理学者および化学者である溶液中の酸は、Hを提供します+ 水中のイオン。 イオンは自由に浮遊するのではなく、水分子に付着してヒドロニウムイオン(H3O+). 「水素の力」を指す溶液のpHは、存在するこれらのイオンの数の尺度です。 pHは濃度の負の対数であるため、pHが低いほど、これらのイオンの濃度は高くなり、溶液は酸性になります。 一方、塩基は水酸化物(OH-)イオン。 溶液が水酸化物イオンを優勢に持つ場合、そのpHは7(中性点)を超え、溶液はアルカリ性です。 このように振る舞う酸と塩基は、アレニウスの酸と塩基として知られています。 塩化水素(HCl)はアレニウス酸の例であり、水酸化ナトリウム(NaOH)はアレニウス塩基です。
アレニウスの酸と塩基が結合して塩を形成する
同じ溶液でアレニウス酸と塩基を組み合わせると、正に帯電したヒドロニウム イオンは水酸化物イオンと結合して水を生成し、残りのイオンは結合して水を生成します。 塩。 利用可能なすべてのイオンがこのように結合すると、溶液はpH中性になります。これは、酸と塩基が互いに中和することを意味します。 最もよく知られている例は、塩化水素と水酸化ナトリウムを溶液に溶解して遊離ナトリウム(Na+)および塩化物(Cl-)イオン。 それらは結合してNaClまたは一般的な食卓塩を形成します。 このプロセスは加水分解と呼ばれます。
ブレンステッド-ローリーは酸/塩基反応を一般化します
化学者のペア、ヨハネスニコラウスブレンステッドとトーマスマーチンローリーは、1923年に独立して酸と塩基のより一般化された概念を導入しました。 彼らの理論では、酸はプロトン(H+)一方、塩基はそれを受け入れる化合物です。 この概念は、アレニウスの定義を拡張して、水溶液では発生しない酸塩基反応を説明します。 たとえば、ブレンステッド-ローリーの定義によれば、アンモニアと塩化水素の反応は 塩を生成する塩化アンモニウムは、ヒドロニウムや水酸化物の交換を伴わない酸塩基反応です。 イオン。 アレニウスの定義では、酸塩基反応とは見なされません。 ブレンステッド-ローリー酸塩基反応は常に水を生成するとは限りませんが、それでも塩を生成します。
ルイスはさらに一般化する
また、1923年にG.N. カリフォルニア大学バークレー校のルイスは、ブレンステッド-ローリーの概念では説明できない反応を説明するために、酸と塩基の定義を変更しました。 ルイスの理論では、塩基は電子対供与体であり、酸は電子対受容体です。 この概念は、酸塩基反応として、固体と液体の間だけでなく気体の間でも発生する反応を説明するのに役立ちます。 この理論では、反応の生成物は塩ではない可能性があります。 たとえば、亜鉛イオンとアンモニアの反応により、錯イオンであるテトラアンミン亜鉛が生成されます。
亜鉛2++ 4NH3→[Zn(NH3)4]4+.