Теория Аррениуса
В ионной теории Аррениуса понятия «кислота» и «основание» тесно связаны с процессом электролитической диссоциации:
Кислотой является электролит, диссоциирующий в растворах с образованием ионов Н+;
Основанием является электролит, диссоциирующий в растворах с образованием ионов ОН-;
Амфолитом (амфотерным электролитом) является электролит, диссоциирующий в растворах с образованием как ионов Н+, так и ионов ОН-.
Например:
|
|
|
В соответствии с ионной теорией кислотами могут быть как нейтральные молекулы, так и ионы, например:
HF ⇄ H+ + F-
H2PO4- ⇄ H+ + HPO42-
NH4+ ⇄ H+ + NH3
Аналогичные примеры можно привести и для оснований:
КОН К+ + ОН-
[Al(OH)4]- ⇄ Al(OH)3 + ОН-
[Fe(OH)]+ ⇄ Fe2+ + ОН-
К амфолитам относят гидроксиды цинка, алюминия, хрома и некоторые другие, а также аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты.
В целом, кислотно-основное взаимодействие в растворе сводится к реакции нейтрализации:
H+ + ОН- H2O
Однако, ряд экспериментальных данных показывает ограниченность ионной теории. Так, аммиак, органические амины, оксиды металлов типа Na2O, СаО, анионы слабых кислот и т.д. в отсутствии воды проявляют свойства типичных оснований, хотя не имеют в своем составе гидроксид-ионов.
С другой стороны, многие оксиды (SO2, SO3, Р2О5 и т.д.), галогениды, галогенангидриды кислот, не имея в своем составе ионов водорода, даже в отсутствии воды проявляют кислотные свойства, т.е. нейтрализуют основания.
Кроме того, поведение электролита в водном растворе и в неводной среде может быть противоположным.
Так, CH3COOH в воде является слабой кислотой:
CH3COOH ⇄ CH3COO- + H+,
а в жидком фтороводороде проявляет свойства основания:
HF + CH3COOH ⇄ CH3COOH2+ + F-
Исследования подобных типов реакций и в особенности реакций, протекающих в неводных растворителях, привели к созданию более общих теорий кислот и оснований.