środa, 6 listopada 2013

Ogólnie o Kwasach - Teorie

Kwasy

Kwasy – związki chemiczne wykazujące charakter kwasowy, co w zależności od definicji może oznaczać zdolność do
  • zakwaszania środowiska (definicja Arrheniusa)
  • dostarczania kationów wodorowych (definicja Brønsteda-Lowry’ego)
  • przyjmowania pary elektronowej (definicja Lewisa).
W najprostszym podejściu kwasy są to związki chemiczne zawierające łatwo dysocjujące atomy wodoru. W roztworach wodnych dysocjują one na kation wodorowy i anion reszty kwasowej. Związki chemiczne
o właściwościach przeciwnych do kwasowych to zasady.

Kwas klasyczny

Kwas według klasycznej definicji Arrheniusa to każdy związek, który wprowadzony do roztworu wodnego zwiększa stężenie jonów oksoniowych H3O+ (zmniejsza pH roztworu). Automatycznie zasadą jest każdy związek, który zwiększa stężenie jonów wodorotlenkowych OH-. Definicja ta ma głównie zastosowanie do roztworów wodnych.
W wyniku reakcji kwasów z zasadami powstają zazwyczaj sole.

Kwas Brønsteda-Lowry’ego

Według teorii kwasów i zasad Brønsteda-Lowry’ego, kwas to każdy związek chemiczny, który w warunkach danej reakcji jest donorem, czyli inaczej dostarczycielem jonu wodorowego H+.
Z drugiej strony zasada to każdy związek chemiczny, który może być akceptorem, czyli inaczej przyjmującym jon wodorowy. W reakcji kwasu i zasady Brønsteda-Lowry’ego powstaje nowy kwas i nowa zasada. Np. w reakcji:
HA + B ⇌ A− + HB+
Związek HA jest kwasem a związek B zasadą. Jon A− jest nową zasadą, a HB+ nowym kwasem.
Przykład reakcji:
H2O + NH3 ⇌ OH− + NH+4
Związki chemiczne (z wyjątkiem niektórych bardzo mocnych zasad i kwasów) mogą w zależności od warunków pełnić rolę kwasu lub zasady.

Kwas Lewisa

Inną, bardziej ogólną definicję kwasu podał Gilbert Lewis: kwas to związek chemiczny, który jest akceptorem (przyjmującym) w warunkach danej reakcji parę elektronową (więc zasada jest donorem pary elektronowej).
Definicja nie obejmuje klasycznych kwasów (tj. kwasów protonowych np. HCl), które według teorii Brønsteda-Lowry'ego są kwasami, w myśl definicji Lewisa kwasami nie są. Stanowią one zaś addukty kwasowo-zasadowe.
Definicja Lewisa obejmuje natomiast związki chemiczne, które zachowują się jak kwasy, bo mają silny deficyt elektronów, mimo że w ogóle nie posiadają w swojej strukturze atomu wodoru (np. chlorek glinu). Związki są nazywane kwasami Lewisa.
W przypadku zasad, definicje Lewisa i Brønsteda-Lowry’ego praktycznie się pokrywają – tzn. nie istnieją takie związki, które by były zasadami według definicji Lewisa, a nie były nimi według definicji Brønsteda-Lowry’ego.
Jeszcze bardziej ogólnym od kwasów i zasad Lewisa podziałem związków chemicznych pod kątem nadmiaru lub deficytu elektronów są pojęcia elektrofila i nukleofila.
Autor: o