Teoria àcid-base de Brønsted i Lowry
El químic danès Johannes Nicolaus Brønsted i l'anglès Thomas Martin Lowry publicaren el 1923 de forma independent una teoria sobre el comportament dels àcids i de les bases que superava la vigent en aquells anys, la teoria àcid-base d'Arrhenius, ja que aquesta podia aplicar-se a qualsevol mena de dissolvent, mentre que la d'Arrhenius només podia emprar-se en dissolucions aquoses.[1][2] Segons aquesta nova teoria, un àcid és una substància que pot cedir protons, i una base és una substància que en pot acceptar. Un àcid i una base són conjugats quan estan relacionats per l'equació:
protó + base Com a exemples tenim:
H+ + CH₃COO–
NH₄+ H+ + NH₃
H+ + CO₃2–Els àcids i les bases poden ser ions o molècules neutres. Si es té en compte la solvatació del protó, H+, per part del dissolvent, la relació entre parelles conjugades en dissolució aquosa és:
H₃O+ + BEn aquest cas l'aigua actua com un acceptor de protons, és a dir, com una base. El canvi es pot generalitzar així:
-
Johannes Nicolaus Brønsted -
Thomas Martin Lowry
àcid 2 + base 1En aquest cas, l'àcid 1 és conjugat a la base 1 i l'àcid 2 ho és a la base 2. Cal observar que l'aigua pot actuar com a àcid o com a base.
La definició de Brønsted-Lowry suggereix que un àcid serà tant més fort com major sigui la tendència a cedir protons, i una base serà tant més forta com més afinitat tingui pels protons. Però ja que l'àcid 1 ha de cedir protons a la base 2, la força d'un àcid en una reacció determinada depèn no només de la facilitat que tingui per cedir protons, sinó de la tendència a acceptar-los per part de la base. Així, per exemple, en dissolució aquosa, l'àcid clorhídric, HCl, és un àcid fort perquè l'aigua és una gran acceptora de protons i la següent reacció es desplaça molt cap a la dreta:
H₃O+ + Cl–Tanmateix, en dissolució d'àcid acètic glacial, que no té molta tendència a acceptar protons, l'equilibri:
CH₃COOH₂+ + Cl–es desplaça lleugerament cap a l'esquerra, i l'àcid clorhídric, en aquest cas, és un àcid dèbil.[3]
La tendència a captar o perdre protons per part del dissolvent s'expressa indicant que tenen caràcter protofílic o protogènic, que expressa la seva tendència com a acceptor de protons (caràcter de base) o com a donador de protons (caràcter d'àcid) respectivament. Molts dissolvents poden captar o perdre protons i són anomenats anfipròtics: aigua, amoníac, etc. Existeixen també els que no mostren cap tendència a captar-los o cedir-los i són designats com apròtics com, per exemple, el ciclohexà o el benzè.[4] Alguns dissolvents són només protofílics, com l'èter etílic, o només protogènics, com el fluorur d'hidrogen, HF, i en les seves dissolucions només pot manifestar-se el caràcter àcid o el caràcter bàsic de la substància dissolta.[5]
Referències
[modifica]- ↑ Brønsted, J.N. «Some Remarks on the Concept of Acids and Bases» (en anglès, traducció de l'original en francès). Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas [Països Baixos], 42, 1923, pàg. 718-728.
- ↑ Lowry, T.M Chem. Ind. [Londres], 42, 43, 1923.
- ↑ Díaz Peña, M.; Roig Muntaner, A. Química física (en castellà). Madrid: Alhambra, 1980, p. 957-958. ISBN 84-205-0575-7.
- ↑ Rodríguez, J.A.; Ruíz, J.J. i Urieta, J.S.. Termodinámica química (en castellà). Madrid: Síntesis, setembre 2000, p. 305. ISBN 84-7738-581-5.
- ↑ Babor, J.A.; Ibarz, J. Química General Moderna (en castellà). 8a ed.. Barcelona: Marín, 1979. ISBN 84-7102-997-9.