Naukowiec Svante Arrhenius jako pierwszy zaproponował, że kwasy dysocjują w wodzie, tworząc jony. Według niego kwasy były materiałami zawierającymi jon wodorowy. Rozpuszczony w wodzie jon wodorowy H+, nadaje roztworowi właściwości kwasu. Arrhenius opracował również odpowiednią definicję zasady. Po rozpuszczeniu w wodzie zasady wytwarzają jony wodorotlenowe, OH-, które nadają rozwiązaniu cechy podstawy.
Definicje Arrheniusa obejmują wiele najpopularniejszych kwasów i zasad oraz ich reakcje chemiczne, ale istnieją inne materiały, które mają właściwości kwasów, ale nie pasują do Arrheniusa definicja. Niektóre z tych materiałów mogą obejmować szersze definicje kwasów.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Kwas Arrheniusa to materiał, który po rozpuszczeniu w wodzie dysocjuje na jony, w tym jony wodorowe. Według Arrheniusa kwas można zdefiniować jako materiał zwiększający stężenie jonów wodorowych w wodzie. Odpowiednia definicja zasad to materiał, który zwiększa stężenie jonów wodorotlenowych. Definicje Arrheniusa ograniczają się do materiałów, które rozpuszczają się w wodzie, podczas gdy szersze definicje mogą obejmować więcej materiałów wśród kwasów i zasad.
Charakterystyka kwasu Arrheniusa
W przeszłości kwasy opisywano jako kwaśne i żrące, ale niewiele było wiadomo na temat podstaw tych cech. W 1884 r. Svante Arrhenius zaproponował, że związki takie jak NaCl lub sól kuchenna tworzą naładowane cząstki zwane jonami, gdy rozpuszczają się w wodzie. W 1887 Arrhenius opracował teorię, która doprowadziła go do zasugerowania, że kwasy jonizują się w wodzie, tworząc jony wodorowe. Jony wodorowe nadały kwasom ich właściwości.
Ważną cechą kwasów jest to, że reagują z metalami, tworząc sól i gazowy wodór. Korzystając z definicji kwasu Arrheniusa, jasne jest, że kwas rozpuszcza się w wodzie na jony wodorowe i inne jony ujemne z kwasu. Metal łączy się z jonami ujemnymi, pozostawiając jony wodorowe i dodatkowe elektrony, tworząc gazowy wodór.
Kwasy reagują również z zasadami, tworząc sól i wodę. Zgodnie z definicją Arrheniusa zasady wytwarzają w roztworze jony wodorotlenowe. W rezultacie w reakcji kwasowo-zasadowej jony wodorowe z kwasu łączą się z jonami wodorotlenkowymi z zasady, tworząc cząsteczki wody. Ujemne jony z kwasu łączą się z dodatnimi jonami z zasady, tworząc sól.
Przykłady reakcji kwasu Arrheniusa
Kiedy typowy kwas Arrheniusa, taki jak kwas solny, reaguje z metalem lub zasadą, definicje Arrheniusa ułatwiają śledzenie reakcji. Na przykład kwas chlorowodorowy, HCl, reaguje z cynkiem, Zn, tworząc chlorek cynku i gazowy wodór. Ujemne jony Cl łączą się z atomami cynku, tworząc ZnCl2 cząsteczki i generują dodatkowe elektrony. Elektrony łączą się z jonami wodorowymi z kwasu, tworząc gazowy wodór. Wzór chemiczny to Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2.
Gdy kwas solny łączy się z zasadą, taką jak wodorotlenek sodu, NaOH, zasada dysocjuje na jony sodu i wodorotlenku. Jony wodorowe z kwasu solnego łączą się z jonami wodorotlenkowymi z wodorotlenku sodu, tworząc wodę. Jony sodu łączą się z jonami chloru, tworząc NaCl lub sól kuchenną. Wzór chemiczny to HCl + NaOH = NaCl + H2O.
Szersze definicje kwasów
Definicja kwasów Arrheniusa jest wąska w tym sensie, że dotyczy tylko substancji rozpuszczających się w wodzie i tylko tych, które zawierają jony wodorowe. Szersza definicja definiuje kwasy jako substancje, które po rozpuszczeniu w wodzie zwiększają stężenie jonów wodorowych.
Nawet szersze definicje, takie jak definicje Lewisa lub Bronsteda-Lowry'ego, opisują kwasy jako akceptory elektronów lub jako donory protonów. Obejmują one substancje, które wykazują właściwości kwasów, ale nie pasują do tradycyjnej definicji. Z drugiej strony, dla typowych reakcji chemicznych definicje Arrheniusa stanowią dobrą podstawę do wyjaśnienia, jak te reakcje działają.