Thuyết Brønsted–Lowry về acid–base

Buzz

Nội dung bài viết

Định nghĩa về acid và base

Dung dịch nước

Chất đa tính

Dung dịch không phải là nước

Xem thêm

Đọc tóm tắt

- Thuyết Brønsted–Lowry về phản ứng acid–base được đề xuất bởi Johannes Nicolaus Brønsted và Thomas Martin Lowry vào năm 1923.
- Acid là chất nhường proton, base là chất nhận proton.
- Phản ứng acid–base xảy ra thông qua trao đổi proton.
- Acid và base liên hợp được tạo ra trong phản ứng.
- Nước có thể đóng vai trò là acid hoặc base.
- Ion hydro và ion hydroxide là acid và base trong nước.
- Dung môi không phải nước cũng có thể là base.
- Acid carbon là một ví dụ về acid trong dung môi không nước.
- Dung môi acid có thể tăng tính base của các chất tan.

Acid và base
Acid Phản ứng acid–base Độ mạnh của acid Hàm acid Lưỡng tính Base Dung dịch đệm Hằng số phân ly Hóa học cân bằng Chiết Hàm acid Hammett pH Ái lực proton Sự tự điện ly của nước Chuẩn độ Xúc tác acid Lewis
Các dạng acid
Brønsted–Lowry Lewis Acceptor Vô cơ Hữu cơ Mạnh Siêu acid Yếu Rắn
Các dạng base
Brønsted–Lowry Lewis Donor Hữu cơ Mạnh Siêu base Phi nucleophil Yếu

Thuyết Brønsted–Lowry là một lý thuyết về phản ứng acid–base được Johannes Nicolaus Brønsted và Thomas Martin Lowry đề xuất độc lập vào năm 1923. Theo lý thuyết này, khi một acid phản ứng với một base, acid sẽ tạo thành base liên hợp của nó và base sẽ tạo thành acid liên hợp của nó thông qua việc trao đổi một proton (cation hydro, hay H). Lý thuyết này là một khái niệm tổng quát hóa của lý thuyết Arrhenius.

Định nghĩa về acid và base

Johannes Nicolaus Brønsted và Thomas Martin Lowry đề xuất một cách độc lập rằng acid là chất nhường proton (H) và base là chất nhận proton.

Lý thuyết Arrhenius cho biết acid là chất phân li trong dung dịch nước tạo thành H (ion hydro hay proton) còn base là chất phân li trong dung dịch nước tạo thành OH (ion hydroxide).

Vào năm 1923, nhà hóa học Johannes Nicolaus Brønsted từ Đan Mạch và Thomas Martin Lowry từ Anh đã đồng thời và độc lập đề xuất thuyết acid–base mang tên hai người, đánh dấu một bước tiến mới so với thuyết Arrhenius. Trong thuyết Brønsted–Lowry, acid và base được định nghĩa dựa trên cách chúng phản ứng với nhau. Định nghĩa này được biểu diễn qua phương trình cân bằng sau:

acid + base ⇌ base liên hợp + acid liên hợp.

Với HA là một acid, phương trình trên có thể được viết lại như sau:

HA + B ⇌ A + HB

Ký hiệu ⇌ trong phương trình ám chỉ đây là một phản ứng thuận nghịch xảy ra ở hai chiều ngược nhau. Acid HA là chất cho proton, tức là có thể mất đi một proton để trở thành base liên hợp A của nó. Còn base B là chất nhận proton, tức là có thể nhận một proton để trở thành acid liên hợp HB của nó. Hầu hết các phản ứng acid–base diễn ra nhanh chóng để đạt trạng thái cân bằng động giữa tất cả các thành phần của phản ứng.

Dung dịch nước

Acid acetic, một acid yếu, nhường một proton (ion hydro, màu xanh) cho nước trong một phản ứng cân bằng để tạo ra ion acetat và ion hydroni.

Oxy

Carbon

Hydro

Proton (ion hydro)

Xét phản ứng acid–base sau:

{CH}_{3}^{} COOH + H_{2}^{} O \overset{- ⇀}{↽ -} {CH}_{3}^{} {COO}^{-} + H_{3}^{} O^{+}

Acid acetic, CH₃COOH, là một acid vì nó nhường một proton cho nước (H₂O) và trở thành base liên hợp của nó, ion acetat (CH₃COO). H₂O là một base vì nó nhận một proton từ CH₃COOH và trở thành acid liên hợp của nó, ion hydroni (H₃O).

Phản ứng acid–base chiều ngược cũng là một phản ứng acid–base, xảy ra giữa acid bazo liên hợp ban đầu và base acid liên hợp ban đầu. Ví dụ, acetat là bazo trong phản ứng chiều ngược và ion hydroni là acid.

H_{3}^{} O^{+} + {CH}_{3}^{} {COO}^{-} \overset{- ⇀}{↽ -} {CH}_{3}^{} COOH + H_{2}^{} O

Thuyết Brønsted–Lowry mạnh hơn thuyết Arrhenius vì không yêu cầu acid phải phân ly trong nước.

Chất đa tính

Tính đa tính của nước.

Thuyết Brønsted–Lowry chỉ rằng một acid tồn tại như một base tương ứng và ngược lại. Nước là một chất lưỡng tính vì có thể đóng vai trò là một acid hoặc một base. Trong hình bên phải, một phân tử H₂O làm nhiệm vụ là một base, lấy thêm H để trở thành H₃O, trong khi phân tử còn lại làm nhiệm vụ là một acid, mất H để trở thành OH.

Dung dịch không phải là nước

Ion hydro hay còn gọi là ion hydroni là một acid Brønsted–Lowry trong dung dịch nước, và ion hydroxide là một base theo phản ứng tự phân ly:

H_{2}^{} O + H_{2}^{} O \overset{- ⇀}{↽ -} H_{3}^{} O^{+} + {OH}^{-}

Một quá trình tương tự xảy ra với amonia:

{NH}_{3}^{} + {NH}_{3}^{} \overset{- ⇀}{↽ -} {NH}_{4}^{+} + {NH}_{2}^{-}

Vì vậy, ion amoni NH₄ trong amonia lỏng tương tự như ion hydroni trong nước, và ion amide NH₂ tương đương với ion hydroxide. Muối amoni có tính acid, và muối amit có tính base.

Một số dung môi không phải nước có thể là base, hoạt động như chất nhận proton, liên quan đến acid Brønsted–Lowry:

HA + S \overset{- ⇀}{↽ -} A^{-} + {SH}^{+}

S là một phân tử dung môi. Một số dung môi như dimethyl sulfoxide (DMSO) và acetonitrile (CH₃CN) có thể là base, là chất nhận proton, theo định nghĩa acid Brønsted–Lowry. DMSO là một chất nhận proton mạnh hơn nước nên acid trong dung môi này trở nên mạnh hơn so với nước. Thật vậy, nhiều phân tử có tính acid trong dung dịch không nước mặc dù chúng không có tính acid trong nước. Một ví dụ đặc biệt là acid carbon, trong đó proton được lấy từ liên kết C−H.

Một số dung môi không phải là nước có thể có tính acid. Dung môi acid làm tăng tính base của các chất tan trong nó. Ví dụ, hợp chất CH3COOH được gọi là acid axetic do tính acid của nó trong nước. Tuy nhiên, nó lại đóng vai trò là một base trong hydro chloride lỏng, là một dung môi có tính acid mạnh hơn rất nhiều.

HCl + {CH}_{3}^{} COOH \overset{- ⇀}{↽ -} {Cl}^{-} + {CH}_{3}^{} C {(OH)}_{2}^{+}

Stoker, H. Stephen (2012). General, Organic, and Biological Chemistry. Cengage Learning. ISBN 1-133-10394-4.
Holliday, A.K.; Massey, A.G. (1965). Inorganic Chemistry in Non-Aqueous Solvents. Pergamon Press.
Waddington, T.C. (1965). Non-Aqueous Solvent Systems. New York: Academic Press.
Lew, Kristi (2009). Acids and Bases. Infobase Publishing. ISBN 978-0-7910-9783-0.
Myers, Richard (2003). The Basics of Chemistry. Greenwood Publishing Group. ISBN 978-0-313-31664-7.
Patrick, Graham (2012). Instant Notes in Organic Chemistry. Taylor & Francis. tr. 76. ISBN 978-1-135-32125-3.
Masterton, William; Hurley, Cecile; Neth, Edward (2011). Chemistry: Principles and Reactions. Cengage Learning. ISBN 1-133-38694-6.
Whitten, Kenneth; Davis, Raymond; Peck, Larry; Stanley, George (2013). Chemistry. Cengage Learning. ISBN 1-133-61066-8.
Ebbing, Darrell; Gammon, Steven D. (2010). General Chemistry, Enhanced Edition. Cengage Learning. ISBN 0-538-49752-1.
10.0 / 100

Theovi.wikipedia.org

Copy link

Nội dung được phát triển bởi đội ngũ Mytour với mục đích chăm sóc khách hàng và chỉ dành cho khích lệ tinh thần trải nghiệm du lịch, chúng tôi không chịu trách nhiệm và không đưa ra lời khuyên cho mục đích khác.

Nếu bạn thấy bài viết này không phù hợp hoặc sai sót xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email [email protected]

Các câu hỏi thường gặp

Thuyết Brønsted–Lowry về acid và base là gì?

Thuyết Brønsted–Lowry định nghĩa acid là chất nhường proton và base là chất nhận proton. Nó mở rộng lý thuyết Arrhenius bằng cách không yêu cầu acid phân ly trong nước.

Acid acetic có tính chất gì trong phản ứng với nước?

Acid acetic là một acid yếu, nhường proton cho nước trong phản ứng cân bằng, tạo ra ion acetat và ion hydroni, chứng minh tính chất acid của nó trong dung dịch.

Điều gì làm cho nước trở thành chất lưỡng tính trong phản ứng acid–base?

Nước có thể hoạt động như một acid hoặc base, vì nó có khả năng nhận hoặc nhường proton trong các phản ứng acid–base, tạo thành ion hydroni hoặc ion hydroxide.

Tại sao thuyết Brønsted–Lowry được coi là mạnh hơn thuyết Arrhenius?

Thuyết Brønsted–Lowry được xem là mạnh hơn vì nó không yêu cầu các chất phải phân ly trong nước, cho phép giải thích nhiều phản ứng acid–base xảy ra trong các môi trường khác nhau.

Các dung môi không phải nước có thể có tính acid hay không?

Có, một số dung môi không phải nước có thể hành động như acid, nhường proton cho các chất khác, làm tăng tính acid trong các phản ứng hóa học khác nhau.