Brønsted-Lowry定义

为了解决酸和碱的氢-氢离子定义中的各种困难,一个新的、更广义的定义几乎同时在1923年被提出来J.M. Brø望远镜而且T.M.洛瑞.虽然追求定性概念的精确语言定义通常是无益的物理科学,Brønsted-Lowry定义对酸碱产生了深远的影响后果在对广泛现象的理解和对大量实验工作的刺激中。定义如下:an一个物种是否有丧失的趋势质子,以及基地是一种倾向于获得质子的物质。这个词质子表示H种+(氢原子的原子核)而不是实际出现在各种溶液中的氢离子;因此,定义与溶剂无关。这个词的用法物种而不是物质分子这意味着而且基地不局限于不带电的分子,也适用于带正电或负电的离子。这扩展是Brønsted-Lowry定义的重要特征之一。它可以概括为方程A⇄B + H+,其中A和B加起来是A共轭酸碱对.在这样的一对中,a显然必须比B多带一个正电荷(或少带一个负电荷),但电荷的符号或大小没有其他限制。

表中给出了几个共轭酸碱对的例子。

共轭酸碱对的例子
基地
CH醋酸3.有限公司2H 乙酸离子CH3.有限公司 2
硫酸氢氢离子4 硫酸根离子42−
铵离子,NH4+ 氨、NH3.
氨、NH3. 酰胺离子,NH2
水,H2O 氢氧根离子
水合氢离子(氧离子3.O+ 水,H2O

关于Brønsted-Lowry定义,有几点需要强调:

1.如上所述,这个定义与溶剂无关。从溶剂(H3.O+噢,在水中和NH中4+和NH2在液氨中)不被赋予任何特殊地位,而是作为酸或碱的一般定义的例子出现。当然,另一方面,它们在溶剂中的反应中是非常重要的。

2.除了我们熟悉的酸分子外,还有两类离子酸源于新的定义。第一个包括由含有一个以上酸性氢的酸生成的阴离子。氢硫酸氢离子(HSO4)、小学和中学磷酸离子(H2阿宝4和HPO42−)源自磷酸(H3.阿宝4).第二类更有趣的是由带正电的离子(阳离子),例如铵离子(NH4+),在这种情况下,它可以通过向分子碱中添加一个质子而得到(NH3.).的水合氢离子(H3.O+),即氢离子在水溶液中,也属于这一类。当然,这些离子酸的电荷总是必须由离子但这些带相反电荷的离子通常与体系的酸碱性质无关。例如,如果亚硫酸氢钠(Na+HSO汽车贸易公司4)或氯化铵(NH4+Cl)用作酸,钠离子(Na+)和氯离子(Cl)对酸性性质没有任何贡献,同样可以被其他离子取代,如钾(K+)和高氯酸盐(ClO4),分别。

3.像氨和有机胺这样的分子是碱,因为它们有接受质子的倾向。金属氢氧化物,如氢氧化钠,另一方面,基本性质是由于氢氧化钠离子本身,钠离子仅仅起到保持电中性的作用。此外,不仅氢氧根离子,而且其他弱酸的阴离子(例如醋酸离子)也必须被归类为碱,因为它们倾向于接受一个质子来改造酸。形式上,任何酸的阴离子都可以看作是碱,但是对于非常强酸的阴离子(例如氯离子),它接受质子的倾向是如此微弱,以至于它的基本性质是微不足道的,把它描述为碱是不恰当的。同样,都是氢化合物可以正式定义为酸,但在其中许多(例如,大多数碳氢化合物,如甲烷, CH4)失去一个质子的趋势是如此之小,以至于这项通常不会适用于他们。

4.有些种类,包括分子和离子,同时具有酸性和碱性;这样的材料据说是两性.水和氨都是两性的,这种情况可以用H3.O+- h2,噢和NH4+nh3.nh2.另一个例子是次级磷酸盐离子, HPO42−,它可以失去或接受一个质子,根据以下公式:HPO42⇄阿宝43.+ H+和HPO42+ H+⇄H2阿宝4.水的两性性质在决定其作为酸碱反应溶剂的性质时尤为重要。

5.方程A⇄B + H+在Brønsted-Lowry定义中使用的,并不代表在实践中可以观察到的反应,因为自由质子H+,只能在低压的气体系统中观察到。在溶液中,质子总是连接到其他物质上,通常是a溶剂分子。因此,在水中离子H3.O+由一个质子和一个水分子结合而成。因此,溶液中所有可观察到的酸碱反应都是成对结合的,结果它们都是A的形式1+ B2⇄B1+一个2.这个过程A⇄B + H+不能被观察到并不意味着任何严重的不适当的定义。的定义也存在类似的情况氧化而且减少代理,它们分别被定义为具有获得电子或失去电子的倾向的物质,尽管这些反应中的任何一个都不会单独发生,并且在溶液中从未检测到自由电子(就像自由质子一样)。