In che modo il modello Brönsted-Lowry completa il modello Arrhenius?

Brönsted e Lowry completarono il modello di Arrhenius espandendo i concetti di sostanze acide e sostanze di base

Quali sono i modelli Brönsted-Lowry e Arrhenius?

Sia il modello di Arrhenius che la Lowry Brönsted descrivono due tipi di sostanze molto importanti: acidi e basi. Entrambi partecipano a processi biologici e fanno parte di medicinali e composti utili.

Gli acidi hanno un gusto acido caratteristico, mentre le basi si sentono saponi al tatto. Per molto tempo, queste differenze sensoriali furono quelle che aiutarono a distinguerle, fino a quando il chimico svedese Svante Arrhenius (1859-1927), alla fine del XIX secolo, stabilì quantitativamente la distinzione.

Il modello Arrhenius-Base Arrhenius afferma che una sostanza è:

• Acido, Se rilasci protoni (ioni idrogeno H⁺) o ioni Hydronio H₃O⁺ In soluzione acquosa.
• Base, Quando si produce ioni idrossido (oh^-), anche in soluzione acquosa.

Questa definizione è limitata solo a soluzioni acquose. Pertanto, non spiega come anche altre sostanze si comportino come acidi o basi, anche senza essere sciolte in acqua o non contengono ioni idrogeno o idrossido.

Quindi, due chimici, uno danese, di nome Johannes Brönsted (1879-1949) e un altro inglese, Thomas Lowry (1874-1936), ampliarono in modo indipendente le definizioni di Arrhenius, per includere i casi non contemplati da questo.

Secondo la nuova teoria, la definizione di acidi e basi è la seguente:

• Acido Sono qualsiasi specie chimica che produce protoni (ioni idrogeno H⁺) a un'altra sostanza.
• Base, Specie chimiche che accettano protoni (ioni idrogeno H⁺) da un'altra sostanza.

Il bicarbonato di soda è una base e aceto, un acido. Quando si reagiscono, vengono prodotte bolle di anidride carbonica, sale e acqua di acetato di sale e acqua. Fonte: Wikimedia Commons

Modello di Arrhenius

Nella sua tesi di dottorato, Svante Arrhenius ha elaborato una teoria sul Dissociazione elettrolitica. Secondo questo, ci sono sostanze che mostrano conducibilità elettrica quando si trovano in una soluzione acquosa, cioè conducono elettricità.

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Queste sostanze sono elettroliti. L'esempio di loro è il sale comune, o cloruro di sodio, disciolto in acqua, che produce ioni (specie chimiche con carico netto) nella soluzione.

Nel caso del cloruro di sodio in acqua, la reazione corrispondente è:

NaCl → Na⁺ + Cl^-

Allo stesso modo, per una base come l'idrossido di sodio Naoh, in soluzione acquosa, la dissociazione elettrolitica è:

NaOH → Na⁺ + OH^-

E per un acido, anche in soluzione acquosa, come l'acido cloridrico HCl, hai:

HCl → Cl^- + H⁺

Il comportamento degli elettroliti nella soluzione acquosa ha portato Arrhenius a classificare le sostanze come acido che, quando si dissolve in acqua, rilascia i protoni e come basi, a cui ioni rilasciano OH^-. Pertanto sono chiamati, rispettivamente, acidi e basi arrhenius.

Il vantaggio di questa teoria è rivelato nelle reazioni di neutralizzazione, in cui sono combinati un acido e una base di baseius. Nel processo gli ioni caratteristici di ciascun tipo di sostanza scompaiono, h⁺ In acidi e oh^- Nelle basi, che producono acqua.

Ad esempio, la miscela di una soluzione acquosa di acido cloridrico HCl con idrossido di sodio Naoh, è un tipico esempio di reazione di neutralizzazione:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O

La reazione tra un acido e una base di Baseius produce un sale più acqua, originata dalla reazione tra gli ioni H⁺ e oh^-.

Limitazioni del modello Arrhenius

Il modello Arrhenius è stato innovativo per essere il primo a offrire una definizione quantitativa di acido e base.

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In precedenza, la distinzione tra un tipo di sostanza dovrebbe essere fatta con l'aiuto dei sensi: se una sostanza è amara, come succo di limone o aceto, è un acido; Se è scivoloso o insaposo, è una base.

Arrhenius ha stabilito che gli acidi contengono idrogeno che, quando si dissolve in acqua, aumentano la concentrazione di ioni idrogeno o protoni di acqua pura. D'altra parte, dissolvendo una base, la concentrazione di ioni OH aumenta^-.

Tuttavia, il modello ha importanti limitazioni:

-Il concetto di acido e base è applicato solo in soluzioni acquose, ma è noto che ci sono altre sostanze in grado di comportarsi come l'uno o l'altro, anche in assenza di acqua.

-Ci sono acidi che non contengono idrogeno (ad esempio, CO₂ E così₃) e basi senza ioni idrossido (come l'ammoniaca).

-In pratica, gli ioni idrogeno o i protoni, caricati positivamente, non rimangono liberi nella soluzione. Attirano elettricamente molecole d'acqua, che sono polari, causando ioni H di idronio₃O⁺.

Il modello di Brönsted-Lowry

Le limitazioni a base di base acida di Arrhenius hanno reso necessario espandere i concetti. Pertanto, nel 1923, Johannes Brönsted e Thomas Lowry concordarono, indipendentemente e quasi allo stesso tempo, che l'acido o il carattere di base di una sostanza è dato dalla sua capacità di produrre o accettare protoni.

In questo modo, le reazioni di neutralizzazione consistono semplicemente nel trasferimento di protoni tra acido e base. Il primo è in grado di donare protoni e il secondo è pronto ad accettarli.

Schematicamente, la reazione di neutralizzazione sarebbe così:

Acido₁ + Base₂ → Acido₂ + Base₁

Acidi e basi di brönsted-lowry

Confrontando la definizione di acido somministrato da ciascun modello, si conclude che anche gli acidi di arhenius sono acidi di love di brönsted. Ma si ricorderà che ci sono sostanze, come l'ammoniaca, che si dissolvono in acqua si comportano come una base, anche senza avere ioni idrossido.

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Con la definizione di lowry di Brönsted, viene spiegato il comportamento di base dell'ammoniaca nell'acqua perché la molecola di ammoniaca NH₃ Accetta uno ione h⁺ di acqua, e questo si comporta come un acido brönsted-lowry.

La reazione di ammoniaca e acqua, in soluzione acquosa, è:

NH₃ + H₂O ⇔ nh₄⁺ + OH^-

La doppia freccia significa che la reazione è reversibile.

In questo modo, il modello Brönsted-Lowry completa quello di Arrhenius, compresi i casi che, originariamente, non hanno contemplato.

Sostanze anfotenti

L'acqua si comporta come l'acido di Brönsted-Lowry quando reagisce con una soluzione di ammoniaca, ma è anche in grado di comportarsi come una base di lowry di Brönsted, come nella prossima reazione, tra acido cloridrico e acqua:

HCL + H₂O → h₃O⁺ + Cl^-

Quando una sostanza ha un doppio comportamento, cioè può essere acido o base secondo il composto con cui reagisce, si chiama Anfothera.

Altre sostanze anfotenti, oltre all'acqua, sono lo ione bicarbonato e gli aminoacidi.

Riferimenti

1. Acidi e basi. Estratto da: FQ.Iespm.È.
2. Atkins, p. (2007). Principi di chimica. 3 °. Edizione. Pan -American Medical Editoriale.
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