Vad är en Arrhenius-syra?

Forskaren Svante Arrhenius föreslog först att syror dissocierades i vatten för att bilda joner. Enligt honom var syror material som inkluderade en vätejon. Löst i vatten, vätejonen, H⁺, ger lösningen egenskaperna hos en syra. Arrhenius utvecklade också en motsvarande definition för en bas. När de är lösta i vatten producerar baser hydroxidjoner, OH^-, som ger lösningen egenskaperna hos en bas.

Arrhenius-definitionerna täcker många av de vanligaste syrorna och baserna och deras kemiska reaktioner, men det finns andra material som har egenskaperna hos syror men inte passar Arrhenius definition. Vidare definitioner av syror kan innehålla några av dessa material.

TL; DR (för lång; Läste inte)

En Arrhenius-syra är ett material som, när det löses i vatten, dissocieras till joner, inklusive vätejoner. Enligt Arrhenius kan en syra definieras som ett material som ökar koncentrationen av vätejoner i vatten. Motsvarande definition för baser är ett material som ökar koncentrationen av hydroxidjoner. Arrhenius-definitionerna är begränsade till material som löser sig i vatten medan bredare definitioner kan inkludera fler material bland syror och baser.

Historiskt har syror beskrivits som sura och frätande, men lite var känt om grunden för dessa egenskaper. År 1884 föreslog Svante Arrhenius att föreningar som NaCl eller bordssalt bildade laddade partiklar kallade joner när de löstes i vatten. År 1887 hade Arrhenius utvecklat en teori som fick honom att föreslå att syror joniserade i vatten för att producera vätejoner. Vätejonerna gav syror deras egenskaper.

Ett viktigt kännetecken för syror är att de reagerar med metaller för att bilda salt och vätgas. Med hjälp av Arrhenius-definitionen av en syra är det uppenbart att syran löser sig i vatten i vätejoner och de andra negativa jonerna från syran. Metallen kombineras med de negativa jonerna och lämnar vätejonerna och extra elektroner för att bilda vätgas.

Syror reagerar också med baser för att bilda salt och vatten. Enligt Arrhenius-definitionen producerar baser hydroxidjoner i lösning. Som ett resultat kombineras vätejonerna från syran i en syrabasreaktion med hydroxidjonerna från basen för att bilda vattenmolekyler. De negativa jonerna från syran kombineras med de positiva jonerna från basen för att bilda ett salt.

När en typisk Arrhenius-syra såsom saltsyra reagerar med en metall eller en bas gör Arrhenius-definitionerna det enkelt att följa reaktionerna. Till exempel reagerar saltsyra, HCl, med zink, Zn, för att bilda zinkklorid och vätgas. De negativa Cl-jonerna kombineras med zinkatomerna för att bilda ZnCl₂ molekyler och generera extra elektroner. Elektronerna kombineras med vätejonerna från syran för att bli vätgas. Den kemiska formeln är Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂.

När saltsyra kombineras med en bas såsom natriumhydroxid, NaOH, dissocieras basen till natrium- och hydroxidjoner. Vätejonerna från saltsyran kombineras med hydroxidjonerna från natriumhydroxiden för att bilda vatten. Natriumjonerna kombineras med klorjoner för att bilda NaCl eller bordssalt. Den kemiska formeln är HCl + NaOH = NaCl + H₂O.

Arrhenius-definitionen av syror är smal i den meningen att den endast gäller ämnen som löser sig i vatten och endast de som har vätejoner. En bredare definition definierar syror som ämnen som ökar koncentrationen av vätejoner när de löses i vatten.

Till och med bredare definitioner som Lewis- eller Bronsted-Lowry-definitionerna beskriver syror som elektronacceptorer eller som protondonatorer. De innehåller ämnen som uppvisar syrornas egenskaper men som inte passar den traditionella definitionen. För vanliga kemiska reaktioner å andra sidan utgör Arrhenius-definitionerna en bra grund för att förklara hur reaktionerna fungerar.