Chemici hebben drie verschillende theorieën over wat een zuur en een base is, maar er is geen onenigheid over het feit dat ze elkaar neutraliseren. Wanneer ze worden gecombineerd in een wateroplossing, produceren ze een zout. Zuren en basen kunnen echter op andere manieren worden gecombineerd, en als ze dat doen, is het product niet altijd een zout. Wanneer u bijvoorbeeld zink aan ammoniak toevoegt, resulteert de reactie in een complex ion. Tot de introductie van de Lewis-theorie van zuren en basen, zou dit niet eens als een zuur/base-reactie zijn beschouwd.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
In waterige oplossingen combineren zuren en basen elkaar om elkaar te neutraliseren en een zout te produceren. Zuur-basereacties die niet in water voorkomen, produceren meestal ook zouten, maar ze kunnen ook complexe ionen produceren.
Zuren doneren H+; Basen doneren OH-
Volgens een theorie ontwikkeld door Svante Arrhenius. een Nobelprijswinnende natuurkundige en scheikundige, een zuur in oplossing doneert een H
+ ion in water. De ionen drijven niet vrij rond, maar hechten zich in plaats daarvan aan watermoleculen om hydroniumionen te vormen (H3O+). De pH van een oplossing, die verwijst naar de "kracht van waterstof", is een maat voor het aantal van deze aanwezige ionen. pH is een negatieve logaritme van concentratie, dus hoe lager de pH, hoe hoger de concentratie van deze ionen en hoe zuurder de oplossing. Basen daarentegen doneren hydroxide (OH-) ionen. Wanneer een oplossing een overwicht aan hydroxide-ionen heeft, is de pH hoger dan 7 (het neutrale punt) en is de oplossing alkalisch. Zuren en basen die zich zo gedragen, staan bekend als Arrhenius-zuren en basen. Waterstofchloride (HCl) is een voorbeeld van een Arrhenius-zuur en natriumhydroxide (NaOH) is een Arrhenius-base.Arrhenius-zuren en -basen worden gecombineerd om zouten te vormen
Wanneer je een Arrhenius-zuur en -base in dezelfde oplossing combineert, wordt het positief geladen hydronium ionen combineren met de hydroxide-ionen om water te produceren, en de overgebleven ionen combineren om a. te produceren zout. Als alle beschikbare ionen op deze manier samenkomen, wordt de oplossing pH-neutraal, wat betekent dat het zuur en de base elkaar neutraliseren. Het bekendste voorbeeld is het oplossen van waterstofchloride en natriumhydroxide in oplossing om vrij natrium te produceren (Na+) en chloride (Cl-) ionen. Ze combineren om NaCl te vormen, of gewoon keukenzout. Dit proces wordt hydrolyse genoemd.
Brønsted-Lowry generaliseert de zuur/base-reactieB
Een paar chemici, Johannes Nicolaus Brønsted en Thomas Martin Lowry, introduceerden onafhankelijk van elkaar in 1923 een meer algemene opvatting van zuren en basen. In hun theorie is een zuur een verbinding die een proton afstaat (H+) terwijl een base een verbinding is die er een accepteert. Deze opvatting breidt de Arrhenius-definitie uit om rekening te houden met zuur-base-reacties die niet voorkomen in een waterige oplossing. Volgens de Brønsted-Lowry-definitie is de reactie tussen ammoniak en waterstofchloride bijvoorbeeld het zout produceren ammoniumchloride is een zuur-basereactie waarbij geen hydronium of hydroxide wordt uitgewisseld ionen. Het zou niet worden beschouwd als een zuur-basereactie volgens de Arrhenius-definitie. Bronsted-Lowry zuur-base reacties produceren niet altijd water, maar ze produceren nog steeds zouten.
Lewis generaliseert nog meer
Ook in 1923 maakte G.N. Lewis van UC Berkeley wijzigde de definitie van zuren en basen om rekening te houden met reacties die niet konden worden verklaard met behulp van de Brønsted-Lowry-conceptie. In de theorie van Lewis zijn basen elektronenpaardonoren, terwijl zuren elektronenpaaracceptoren zijn. Deze opvatting helpt bij het verklaren van reacties die optreden, niet alleen tussen vaste stoffen en vloeistoffen, maar ook gassen, als zuur-base-reacties. In deze theorie mag het product van de reactie geen zout zijn. De reactie tussen zinkionen en ammoniak produceert bijvoorbeeld tetraamminezink, een complex ion.
Zn2++4NH3→[Zn (NH3)4]4+.