Ķīmiķiem ir trīs atsevišķas teorijas par to, kas ir skābe un bāze, taču nav domstarpību par to, ka tie viens otru neitralizē. Apvienojoties ūdens šķīdumā, tie ražo sāli. Skābes un bāzes var apvienot citos veidos, un, ja tas notiek, produkts ne vienmēr ir sāls. Piemēram, pievienojot cinku amonjakam, reakcijas rezultātā rodas sarežģīts jons. Līdz Lūisa skābju un bāzu teorijas ieviešanai tas pat nebūtu uzskatāms par skābes / bāzes reakciju.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Ūdens šķīdumos skābes un bāzes apvienojas, lai neitralizētu viens otru un iegūtu sāli. Skābju-sārmu reakcijas, kas nenotiek ūdenī, parasti rada arī sāļus, bet tie var radīt arī sarežģītus jonus.
Skābes ziedo H +; Bāzes ziedo OH-
Saskaņā ar Svante Arrhenius izvirzīto teoriju. fiziķis un ķīmiķis, kurš ieguvis Nobela prēmiju, skābe šķīdumā ziedo H+ jonu ūdenī. Joni nepeld apkārt brīvi, bet tā vietā piesaista sevi ūdens molekulām, veidojot hidronija jonus (H3O+). Šķīduma pH, kas attiecas uz "ūdeņraža spēku", ir šo klātesošo jonu skaita mērītājs. pH ir negatīvs koncentrācijas logaritms, tāpēc, jo zemāks pH, jo augstāka ir šo jonu koncentrācija, un jo skābāks ir šķīdums. Bāzes, no otras puses, ziedo hidroksīdu (OH
-) joni. Ja šķīduma pārsvars ir hidroksīda joniem, tā pH ir virs 7 (neitrālais punkts) un šķīdums ir sārmains. Skābes un bāzes, kas šādi rīkojas, ir pazīstamas kā Arrhenius skābes un bāzes. Hlorūdeņradis (HCl) ir Arrhenius skābes piemērs, un nātrija hidroksīds (NaOH) ir Arrhenius bāze.Arrhenius skābes un bāzes apvienojas, veidojot sāļus
Apvienojot Arrhenius skābi un bāzi vienā un tajā pašā šķīdumā, pozitīvi uzlādēts hidronijs joni apvienojas ar hidroksīda joniem, lai iegūtu ūdeni, un atlikušie joni apvienojas, iegūstot a sāls. Ja visi pieejamie joni šādā veidā apvienojas, šķīdums kļūst neitrāls pH, kas nozīmē, ka skābe un bāze neitralizē viens otru. Vispazīstamākais piemērs ir ūdeņraža hlorīda un nātrija hidroksīda šķīdināšana šķīdumā, lai iegūtu brīvu nātriju (Na+) un hlorīds (Cl-) joni. Tie apvienojas, veidojot NaCl vai parasto galda sāli. Šo procesu sauc par hidrolīzi.
Brønsted-Lowry vispārina skābes / bāzes reakciju
Ķīmiķu pāris Johannes Nikolaus Brønsted un Thomas Martin Lowry 1923. gadā neatkarīgi ieviesa vispārīgāku skābju un bāzu koncepciju. Pēc viņu teorijas skābe ir savienojums, kas ziedo protonu (H+), bet bāze ir savienojums, kas to pieņem. Šī koncepcija paplašina Arrhenius definīciju, lai ņemtu vērā skābes bāzes reakcijas, kas nenotiek ūdens šķīdumā. Piemēram, saskaņā ar Brønsted-Lowry definīciju reakcija starp amonjaku un hlorūdeņradi līdz amonija hlorīda sāls ražošana ir skābes bāzes reakcija, kas neietver hidronija vai hidroksīda apmaiņu joni. Saskaņā ar Arrhenius definīciju tā nebūtu uzskatāma par skābes bāzes reakciju. Bronsted-Lowry skābes bāzes reakcijas ne vienmēr rada ūdeni, bet tās joprojām rada sāļus.
Luiss vispārina vēl vairāk
Arī 1923. gadā G.N. Lūiss no UC Berkeley mainīja skābju un bāzu definīciju, lai ņemtu vērā reakcijas, kuras nevarēja izskaidrot, izmantojot Brønsted-Lowry koncepciju. Luisa teorijā bāzes ir elektronu pāru donori, bet skābes ir elektronu pāru akceptori. Šī koncepcija palīdz izskaidrot notiekošās reakcijas ne tikai starp cietām vielām un šķidrumiem, bet arī gāzēm kā skābes-bāzes reakcijas. Šajā teorijā reakcijas produkts var nebūt sāls. Piemēram, reakcija starp cinka joniem un amonjaku rada tetraamminezincu, kompleksu jonu.
Zn2++ 4NH3→ [Zn (NH3)4]4+.