Bronsted Lowry Theorie van zuren en basen

 De Brønsted-Lowry zuur-basetheorie (of Bronsted Lowry theorie) identificeert sterke en zwakke zuren en basen op basis van het feit of de soort protonen of H accepteert of doneert⁺. Volgens de theorie reageren een zuur en een base met elkaar, waardoor het zuur zijn geconjugeerde base vormt en de base zijn geconjugeerde zuur vormt door een proton uit te wisselen. De theorie werd onafhankelijk voorgesteld door Johannes Nicolaus Brønsted en Thomas Martin Lowry in 1923.

In essentie is de zuur-basetheorie van Brønsted-Lowry een algemene vorm van de Arrhenius-theorie van zuren en basen. Volgens de Arrhenius-theorie is een Arrhenius-zuur een zuur dat het waterstofion kan verhogen (H⁺) concentratie in waterige oplossing, terwijl een Arrhenius-base een soort is dat het hydroxide-ion (OH) kan verhogen^-) concentratie in water. De Arrhenius-theorie is beperkt omdat deze alleen zuur-base reacties in water identificeert. De Bronsted-Lowry-theorie is een meer omvattende definitie, die in staat is zuur-base gedrag te beschrijven onder een breder scala van omstandigheden. Ongeacht het oplosmiddel, treedt een Bronsted-Lowry zuur-base reactie op wanneer een proton wordt overgebracht van de ene reactant op de andere.

Belangrijkste afhaalrestaurants: Brønsted-Lowry zuur-base theorie

• Volgens de Brønsted-Lowry-theorie is een zuur een chemische soort die in staat is een proton of waterstofkation te doneren.
• Een base kan op zijn beurt een proton of waterstofion in waterige oplossing opnemen.
• Johannes Nicolaus Brønsted en Thomas Martin Lowry beschreven onafhankelijk van elkaar zuren en basen in 1923, dus de theorie draagt ​​meestal beide namen.

Hoofdpunten van de Bronsted Lowry-theorie

• Een Bronsted-Lowry-zuur is een chemische soort die in staat is een proton of waterstofkation te doneren.
• Een Bronsted-Lowry-basis is een chemische soort die een proton kan accepteren. Met andere woorden, het is een soort die een eenzaam elektronenpaar beschikbaar heeft om aan H te binden⁺.
• Nadat een Bronsted-Lowry-zuur een proton doneert, vormt het zijn geconjugeerde base. Het geconjugeerde zuur van een Bronsted-Lowry-base vormt zich zodra het een proton accepteert. Het geconjugeerde zuur-base paar heeft dezelfde moleculaire formule als het oorspronkelijke zuur-base paar, behalve dat het zuur nog een H heeft⁺ vergeleken met de geconjugeerde base.
• Sterke zuren en basen worden gedefinieerd als verbindingen die volledig ioniseren in water of waterige oplossing. Zwakke zuren en basen dissociëren slechts gedeeltelijk.
• Volgens deze theorie is water amfoteer en kan het zowel als Bronsted-Lowry-zuur en als Bronsted-Lowry-base werken.

Voorbeeld ter identificatie van Brønsted-Lowry-zuren en basen

In tegenstelling tot Arrhenius-zuur en basen kunnen Bronsted-Lowry-zuren-basenparen zich zonder reactie in waterige oplossing vormen. Ammoniak en waterstofchloride kunnen bijvoorbeeld reageren om vast ammoniumchloride te vormen volgens de volgende reactie:

NH₃(g) + HCl (g) → NH₄Cl (s)

In deze reactie is het Bronsted-Lowry-zuur HCl omdat het een waterstof (proton) aan NH doneert₃, de Bronsted-Lowry basis. Omdat de reactie niet in water optreedt en omdat geen van beide reactanten H vormde⁺ of OH^-, dit zou geen zuur-base reactie zijn volgens de Arrhenius-definitie.

Voor de reactie tussen zoutzuur en water is het eenvoudig om de geconjugeerde zuur-baseparen te identificeren:

HCl (aq) + H₂O (l) → H₃O⁺ + cl^-(Aq)

Zoutzuur is het Bronsted-Lowry zuur, terwijl water de Bronsted-Lowry basis is. De geconjugeerde base voor zoutzuur is het chloride-ion, terwijl het geconjugeerde zuur voor water het hydronium-ion is.

Sterke en zwakke Lowry-Bronsted zuren en basen

Op de vraag om te bepalen of een chemische reactie sterke zuren of basen of zwakke bevat, helpt het om naar de pijl tussen de reactanten en de producten te kijken. Een sterk zuur of base dissocieert volledig in zijn ionen, waarbij geen ongedissocieerde ionen achterblijven nadat de reactie is voltooid. De pijl wijst meestal van links naar rechts.

Aan de andere kant dissociëren zwakke zuren en basen niet volledig, dus de reactiepijl wijst zowel naar links als naar rechts. Dit geeft aan dat er een dynamisch evenwicht is vastgesteld waarin het zwakke zuur of base en de gedissocieerde vorm ervan beide in de oplossing aanwezig blijven.

Een voorbeeld als de dissociatie van het zwak zure azijnzuur om hydroniumionen en acetaationen in water te vormen:

CH₃COOH (aq) + H₂O (l) ⇌ H₃O⁺(aq) + CH₃COO^-(Aq)

In de praktijk wordt u mogelijk gevraagd om een ​​reactie te schrijven in plaats van deze aan u te laten geven. Het is een goed idee om de korte lijst met sterke zuren en sterke basen te onthouden. Andere soorten die in staat zijn tot protonoverdracht zijn zwakke zuren en basen.

Sommige verbindingen kunnen fungeren als een zwak zuur of een zwakke base, afhankelijk van de situatie. Een voorbeeld is waterstoffosfaat, HPO₄^2-, die kan werken als een zuur of een base in water. Wanneer verschillende reacties mogelijk zijn, worden de evenwichtsconstanten en pH gebruikt om te bepalen op welke manier de reactie zal verlopen.