Kas yra Arhenijaus rūgštis?

Mokslininkas Svante Arrhenius pirmiausia pasiūlė rūgštims atsiriboti vandenyje, kad susidarytų jonai. Pasak jo, rūgštys buvo medžiagos, į kurias pateko vandenilio jonai. Ištirpęs vandenyje, vandenilio jonas H⁺, suteikia tirpalui rūgšties savybes. Arrhenijus taip pat sukūrė atitinkamą bazės apibrėžimą. Ištirpus vandenyje, bazės gamina hidroksido jonus, OH^-, kurie sprendimui suteikia pagrindo savybes.

Arrheniuso apibrėžimai apima daugelį labiausiai paplitusių rūgščių ir bazių bei jų chemines reakcijas, tačiau yra ir kitų medžiagų, kurios pasižymi rūgščių savybėmis, bet neatitinka Arrhenius apibrėžimas. Platesnis rūgščių apibrėžimas gali apimti kai kurias iš šių medžiagų.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Arrhenijaus rūgštis yra medžiaga, kuri, ištirpusi vandenyje, disocijuoja į jonus, įskaitant vandenilio jonus. Pasak Arrhenijaus, rūgštį galima apibrėžti kaip medžiagą, kuri padidina vandenilio jonų koncentraciją vandenyje. Atitinkamas bazių apibrėžimas yra medžiaga, didinanti hidroksido jonų koncentraciją. Arrhenius apibrėžimai apsiriboja medžiagomis, kurios ištirpsta vandenyje, o platesnės apibrėžtys gali apimti daugiau medžiagų tarp rūgščių ir bazių.

Istoriškai rūgštys buvo apibūdinamos kaip rūgščios ir ėsdinančios, tačiau mažai buvo žinoma apie šių savybių pagrindą. 1884 m. Svante Arrhenius pasiūlė, kad tokie junginiai kaip NaCl ar valgomoji druska, jiems ištirpus vandenyje, susidarytų krūvyje esančios dalelės, vadinamos jonais. Iki 1887 m. Arrhenius sukūrė teoriją, kuri paskatino jį teigti, kad vandenyje jonizuojančios rūgštys gamina vandenilio jonus. Vandenilio jonai suteikė rūgštims jų savybes.

Svarbi rūgščių savybė yra ta, kad jos reaguoja su metalais ir susidaro druskos ir vandenilio dujos. Naudojant Arrhenius rūgšties apibrėžimą, akivaizdu, kad rūgštis vandenyje ištirpsta vandenilio jonais, o kiti - neigiamais rūgšties jonais. Metalas susijungia su neigiamais jonais, palikdamas vandenilio jonus ir papildomus elektronus, kad susidarytų vandenilio dujos.

Rūgštys taip pat reaguoja su bazėmis, kad susidarytų druska ir vanduo. Pagal Arrhenius apibrėžimą, bazės tirpale gamina hidroksido jonus. Dėl to vykstant rūgščių ir šarmų reakcijai, rūgšties vandenilio jonai susijungia su hidroksido jonais iš bazės ir susidaro vandens molekulės. Rūgšties neigiami jonai kartu su teigiamais bazės jonais sudaro druską.

Kai tipinė Arrhenius rūgštis, pvz., Druskos rūgštis, reaguoja su metalu ar baze, Arrhenius apibrėžimai leidžia lengvai sekti reakcijas. Pavyzdžiui, druskos rūgštis, HCl, reaguoja su cinku, Zn, susidaro cinko chloridas ir vandenilio dujos. Neigiami Cl jonai susijungia su cinko atomais ir sudaro ZnCl₂ molekules ir generuoja papildomus elektronus. Elektronai susijungia su vandenilio jonais iš rūgšties ir tampa vandenilio dujomis. Cheminė formulė yra Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂.

Kai druskos rūgštis susijungia su baze, tokia kaip natrio hidroksidas, NaOH, bazė disocijuojasi į natrio ir hidroksido jonus. Druskos rūgšties vandenilio jonai susijungia su natrio hidroksido hidroksido jonais ir sudaro vandenį. Natrio jonai susijungia su chloro jonais ir sudaro NaCl arba valgomąją druską. Cheminė formulė yra HCl + NaOH = NaCl + H₂O.

Arrhenius rūgščių apibrėžimas yra siauras ta prasme, kad jis taikomas tik vandenyje tirpstančioms medžiagoms ir tik toms, kurios turi vandenilio jonų. Platesniame apibrėžime rūgštys apibrėžiamos kaip medžiagos, kurios ištirpus vandenyje padidina vandenilio jonų koncentraciją.

Dar platesni apibrėžimai, pavyzdžiui, Lewiso ar Bronstedo-Lowry apibrėžimai, rūgštis apibūdina kaip elektronų akceptorius arba kaip protonų donorus. Jie apima medžiagas, kurios pasižymi rūgščių savybėmis, tačiau neatitinka tradicinio apibrėžimo. Kita vertus, bendrų chemijos reakcijų atveju Arrheniuso apibrėžimai yra geras pagrindas paaiškinti, kaip reakcijos veikia.