Hva er en Arrhenius-syre?

Forskeren Svante Arrhenius foreslo først at syrer dissosierte i vann for å danne ioner. Ifølge ham var syrer materialer som inkluderte et hydrogenion. Oppløst i vann, hydrogenionet, H⁺, gir løsningen egenskapene til en syre. Arrhenius utviklet også en tilsvarende definisjon for en base. Når de er oppløst i vann, produserer baser hydroksidioner, OH^-, som gir løsningen egenskapene til en base.

Arrhenius-definisjonene dekker mange av de vanligste syrene og basene og deres kjemiske reaksjoner, men det er andre materialer som har egenskapene til syrer, men som ikke passer til Arrhenius definisjon. Bredere definisjoner av syrer kan inkludere noen av disse materialene.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

En Arrhenius-syre er et materiale som, når det er oppløst i vann, dissosieres i ioner, inkludert hydrogenioner. I følge Arrhenius kan en syre defineres som et materiale som øker konsentrasjonen av hydrogenioner i vann. Den tilsvarende definisjonen for baser er et materiale som øker konsentrasjonen av hydroksidioner. Arrhenius-definisjonene er begrenset til materialer som oppløses i vann, mens bredere definisjoner kan inkludere flere materialer blant syrer og baser.

Historisk ble syrer beskrevet som sure og etsende, men lite var kjent om grunnlaget for disse egenskapene. I 1884 foreslo Svante Arrhenius at forbindelser som NaCl eller bordsalt dannet ladede partikler som kalles ioner når de oppløses i vann. I 1887 hadde Arrhenius utviklet en teori som førte til at han antydet at syrer ioniserte i vann for å produsere hydrogenioner. Hydrogenionene ga syrene sine egenskaper.

Et viktig kjennetegn ved syrer er at de reagerer med metaller for å danne et salt og hydrogengass. Ved å bruke Arrhenius-definisjonen av en syre, er det klart at syren oppløses i vann i hydrogenioner og de andre negative ionene fra syren. Metallet kombineres med de negative ionene, og etterlater hydrogenionene og ekstra elektroner for å danne hydrogengass.

Syrer reagerer også med baser for å danne salt og vann. I henhold til Arrhenius-definisjonen produserer baser hydroksidioner i oppløsning. Som et resultat, i en syre-base reaksjon, kombineres hydrogenionene fra syren med hydroksidionene fra basen for å danne vannmolekyler. De negative ionene fra syren kombineres med de positive ionene fra basen for å danne et salt.

Når en typisk Arrhenius-syre som saltsyre reagerer med et metall eller en base, gjør Arrhenius-definisjonene det enkelt å følge reaksjonene. For eksempel reagerer saltsyre, HCl, med sink, Zn, for å danne sinkklorid og hydrogengass. De negative Cl-ionene kombineres med sinkatomer for å danne ZnCl₂ molekyler og generere ekstra elektroner. Elektronene kombineres med hydrogenionene fra syren og blir hydrogengass. Den kjemiske formelen er Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂.

Når saltsyre kombineres med en base som natriumhydroksyd, NaOH, dissosieres basen i natrium- og hydroksidioner. Hydrogenionene fra saltsyren kombineres med hydroksidionene fra natriumhydroksydet for å danne vann. Natriumionene kombineres med klorionene for å danne NaCl eller bordsalt. Den kjemiske formelen er HCl + NaOH = NaCl + H₂O.

Arrhenius-definisjonen av syrer er smal i den forstand at den bare gjelder stoffer som oppløses i vann og bare de som har hydrogenioner. En bredere definisjon definerer syrer som stoffer som øker konsentrasjonen av hydrogenioner når de er oppløst i vann.

Selv bredere definisjoner som Lewis- eller Bronsted-Lowry-definisjonene beskriver syrer som elektronakseptorer eller som protondonorer. De inkluderer stoffer som viser egenskapene til syrer, men som ikke passer til den tradisjonelle definisjonen. For vanlige kjemiske reaksjoner derimot, danner Arrhenius-definisjonene et godt grunnlag for å forklare hvordan reaksjonene fungerer.