Zinātniece Svante Arrhenius vispirms ierosināja, ka skābes ūdenī sadalās, veidojot jonus. Pēc viņa teiktā, skābes bija materiāli, kas ietvēra ūdeņraža jonu. Ūdenī izšķīdināts ūdeņraža jons, H+, dod šķīdumam skābes īpašības. Arrhenius arī izstrādāja atbilstošu bāzes definīciju. Izšķīdinot ūdenī, bāzes rada hidroksīda jonus, OH-, kas piešķir risinājumam pamatnes īpašības.
Arrhenius definīcijas aptver daudzas visbiežāk sastopamās skābes un bāzes, kā arī to ķīmiskās reakcijas, bet ir arī citi materiāli, kuriem piemīt skābju īpašības, bet kas neatbilst Arrhenius definīcija. Plašāka skābju definīcija var ietvert dažus no šiem materiāliem.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Arrhenius skābe ir materiāls, kas, izšķīdināts ūdenī, sadalās jonos, ieskaitot ūdeņraža jonus. Pēc Arrhenius teiktā, skābi var definēt kā materiālu, kas palielina ūdeņraža jonu koncentrāciju ūdenī. Atbilstošā bāzu definīcija ir materiāls, kas palielina hidroksīda jonu koncentrāciju. Arrhenius definīcijas aprobežojas ar materiāliem, kas izšķīst ūdenī, savukārt plašākās definīcijās starp skābēm un bāzēm var iekļaut vairāk materiālu.
Arrhenius skābes raksturojums
Vēsturiski skābes tika raksturotas kā skābas un kodīgas, taču par šo īpašību pamatu bija maz zināms. 1884. gadā Svante Arrhenius ierosināja, ka tādi savienojumi kā NaCl vai galda sāls, izšķīdinot ūdenī, veido uzlādētas daļiņas, ko sauc par joniem. Līdz 1887. gadam Arrhenius bija izstrādājis teoriju, kas viņam lika domāt, ka ūdenī jonizētās skābes rada ūdeņraža jonus. Ūdeņraža joni deva skābēm to īpašības.
Svarīga skābju īpašība ir tā, ka tās reaģē ar metāliem, veidojot sāli un ūdeņradi. Izmantojot Arrhenius skābes definīciju, ir skaidrs, ka skābe ūdenī izšķīst ūdeņraža jonos un pārējos skābes negatīvajos jonos. Metāls apvienojas ar negatīvajiem joniem, atstājot ūdeņraža jonus un papildu elektronus, veidojot ūdeņraža gāzi.
Skābes reaģē arī ar bāzēm, veidojot sāli un ūdeni. Saskaņā ar Arrhenius definīciju, bāzes šķīdumā rada hidroksīda jonus. Rezultātā skābes bāzes reakcijā skābes ūdeņraža joni apvienojas ar hidroksīda joniem no bāzes, veidojot ūdens molekulas. Skābes negatīvie joni apvienojas ar pozitīvajiem joniem no bāzes, veidojot sāli.
Arrhenius skābes reakciju piemēri
Kad tipiska Arrhenius skābe, piemēram, sālsskābe, reaģē ar metālu vai bāzi, Arrhenius definīcijas ļauj viegli sekot reakcijām. Piemēram, sālsskābe, HCl, reaģē ar cinku, Zn, veidojot cinka hlorīdu un ūdeņraža gāzi. Negatīvie Cl joni apvienojas ar cinka atomiem, veidojot ZnCl2 molekulas un ģenerē papildu elektronus. Elektroni apvienojas ar skābes ūdeņraža joniem, kļūstot par ūdeņraža gāzi. Ķīmiska formula ir Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2.
Sālsskābei apvienojoties ar bāzi, piemēram, nātrija hidroksīdu, NaOH, bāze disociējas nātrija un hidroksīda jonos. Sālsskābes ūdeņraža joni apvienojas ar nātrija hidroksīda hidroksīda joniem, veidojot ūdeni. Nātrija joni apvienojas ar hlora joniem, veidojot NaCl vai galda sāli. Ķīmiska formula ir HCl + NaOH = NaCl + H2O.
Plašākas skābju definīcijas
Arrhenius skābju definīcija ir šaura tādā nozīmē, ka tā attiecas tikai uz vielām, kas izšķīst ūdenī, un tikai uz tām, kurās ir ūdeņraža joni. Plašākā definīcijā skābes ir definētas kā vielas, kas, izšķīdinot ūdenī, palielina ūdeņraža jonu koncentrāciju.
Pat plašākās definīcijās, piemēram, Lūisa vai Bronsteda-Lovija definīcijās, skābes ir aprakstītas kā elektronu akceptori vai kā protonu donori. Tie ietver vielas, kurām piemīt skābju īpašības, bet kas neatbilst tradicionālajai definīcijai. No otras puses, parastajām ķīmijas reakcijām Arrhenius definīcijas ir labs pamats, lai izskaidrotu reakciju darbību.