تعريف الحمض والقاعدة حسب برونشتد

مفهوم الحمض والقاعدة حسب نظرية برونشتد

نظرية برونشتد نطرية برونستيد الأيضا تعرف بنظرية برونستيد-لوري وهي نظرية تفاعل القاعدة الحمضية، قدمها يوهانس نيكولاس برونستيد (كيميائي دانمركي) وتوماس مارتن لوري (كيميائي إنجليزي) في عام 1923، وبحسب هذه النظرية، يتفاعل الحمض مع القاعدة عن طريق تبادل أيون البروتون، حيث تشكل القاعدة المترافقة للحمض وتشكل القاعدة الحمض المترافق لها، وتعتبر نظرية برونستيد-لوري توسعة لنظرية أرهينيوس للقاعدة الحمضية، وبحسب نظرية أرهينيوس، في محلول مائي، يزيد تركيز أيونات H+ في الحمض وتزيد تركيز أيونات OH- في القاعدة، وكانت حدود نظرية أرهينيوس تنص على أنها تنطبق على تفاعل الحمض والقاعدة في المحلول المائي فقط، أما بحسب نظرية برونستيد-لوري، فإن الحمض هو المادة التي تتبرع بأيون H+ أو بروتون وتشكل القاعدة المترافقة له، والقاعدة هي المادة التي تقبل أيون H+ أو بروتون وتشكل الحمض المترافق لها.

تعريف حمض برونستيد لوري

كانت هناك تعاريف مختلفة اقترحها علماء مختلفون ، ومع ذلك كان هناك اثنان من العلماء الذين اقترحوا بشكل مستقل نظرية حول تعريف الأحماض والقواعد ، نشر يوهانس نيكولاس برونستد وتوماس مارتن لوري ، نظرية حول كيفية تصرف الحلول الحمضية والأساسية ، ووفقا لبرونستيد ولوري ، الأحماض هي الحلول التي تبرع البروتونات و القواعد والحلول التي تقبل البروتونات ، توصل هؤلاء العلماء إلى هذه النظرية بشكل مستقل ونسبي في نفس الوقت ، لذلك فإن النظرية ملحقة بها كلا الاسمين: نظرية برونستيد-لوري للأحماض والقواعد ، وحمض برونستيد لوري هو الحل الذي تتبرع البروتونات ، وكما هو معروف متبرع البروتون ، حيث تتبرع بالبروتونات على شكل أيون الهيدروجين (H +).

ويتم تعزيز ذلك من خلال تعريف الحمض ، وهو محلول به فائض من أيونات الهيدروجين (H +) ، و قاعدة برونستيد لوري ، هو الحل الذي يقبل البروتونات ، وكما هو معروف ومتقبل البروتون ، وحمض برونستيد لوري ، يجب أن يحتوي بشكل عام على أيون هيدروجين يمكنه التخلي عنه ، عندما يتخلى الحمض عن أيون الهيدروجين ، الذي له شحنة تساوي موجب واحد (+1) ، تقل شحنة الحمض بمقدار موجب واحد (+1).

قوة الحمض ونظرية برونستيد لوري

كل حمض برونستيد لوري يحتوي على قاعدة مرافقة، وتظهر معادلة تفكك الحمض. عندما نقول أن الحمض قوي، نعني أن لديه قدرة قوية على نقل البروتون. على العكس من ذلك، بمجرد أن يفقد حمض قوي البروتون، يصبح القاعدة المرافقة. إذا كان الحمض الذي يفقد بسهولة بروتونه (أي الحمض القوي)، فإن القاعدة المرافقة بالضرورة قاعدة ضعيفة. تظهر هذه العلاقة المتبادلة ببساطة نتيجة لتعريف برونشتيد ونظرته للأحماض والقواعد كأزواج مرافقة.

ومع ذلك ، قول أن الحمض هو حمض قوي ليس بالضرورة يعني أنه أقوى من الأحماض الأخرى. إذا كان هناك حمض يعمل كحمض معين ، يجب أن يكون لديه قاعدة مقابلة. وقاعدة المرافقة للحمض المختلفة – لاستقبال البروتون – إذا كان HA أقوى من HB ، فإن HA سيكون لديه ميل أقوى للتبرع بالبروتون من HB بسبب العلاقة المتبادلة بين أي حمض برونستيد لوري وقاعدته المرافقة. A هو قاعدة أضعف من B ، وهذا يعني أنه في تفاعل الأحماض والقواعد الكامل ، كلما كان HA أقوى و B أقوى ، سيتحول إلى HB أضعف و A أضعف. وبمعنى آخر ، في تفاعل يتضمن زوجين مرافقين ، سيفضل التوازن الحمض الأضعف والقاعدة الأضعف.

الحمض المرافق والقاعدة المرافقة

في نظرية برونستيد لوري، يتخلى حمض HA عن أيون الهيدروجين الذي يحمله أو يتبرع به، وتقبل قاعدة برونستيد-لوري، B، أيون الهيدروجين، ونتيجة لذلك، عندما يتصاق أيون الهيدروجين بالقاعدة، تكتسب القاعدة شحنة موجبة، كما يظهر ذلك من الشحنة الموجبة في الجانب الناتج، HB+، وفي الجانب الناتج، نرى أيضا أن A- يكون بمفرده وله شحنة سالبة بسبب تبرعه بأيون الهيدروجين الخاص به، والسهم المزدوج بين المواد المتفاعلة والمنتجات هو ما نسميه علامة التوازن، وهو يعني أن التفاعل يمكن أن يحدث في الاتجاهين، إلى الأمام وإلى الوراء.

في هذا التفاعل ، نرى أن نواتج تفاعل الحمض القاعدي هي حمض مترافق وقاعدة مترافقة ، A الحمض المرافق هو المادة التي يتم إنتاجها بعد تقبل قاعدة البروتون ، عندما يحدث هذا ، تزداد شحنته بمقدار +1 ، و القاعدة المترافقة ، من ناحية أخرى ، أنتجت بعد حمض تتبرع البروتون ، عند حدوث ذلك ، تقل شحنتها بمقدار +1. A الزوج الحمضي القاعدي المتقارن هو مجموعة من اثنين من المواد ، حيث واحد يختلف المضمون عن مادة أخرى من بروتون واحد أو ذرة الهيدروجين ، في هذا التفاعل ، تكون أزواج قاعدة الحمض المتقارن هي: HA / A- و B / HB + ، ويمكنك أن تعرف أي مادة هي حمض برونستيد لوري عن طريق حساب أيون الهيدروجين لكل مادة في التفاعل الكيميائي ، وإذا فقدت مادة ما أيون الهيدروجين ، فهي عبارة عن حمض برونستيد لوري.

نظرية أرهينيوس للأحماض والقواعد

تنص نظرية أرهينيوس عل الآتي:

• تعتبر الأحماض مواد تنتج أيونات الهيدروجين في المحلول.
• تعتبر القواعد المواد التي تساعد في إنتاج أيونات الهيدروكسيد في المحلول .
• يحدث التعادلبسبب تفاعل أيونات الهيدروجين مع أيونات الهيدروكسيد لتكوين الماء.

العلاقة بين نظرية برونستيد لوري ونظرية أرهينيوس

• نظرية برونستيد لوري لا تتعارض مع نظرية أرهينيوس بأي شكل من الأشكال، وتضيف فقط عليها.
• تظل أيونات الهيدروكسيد قواعد لأنها تستقبل أيونات الهيدروجين من الأحماض وتكوّن الماء.
• ينتج الحمض أيونات الهيدروجين في المحلول بعد تفاعله مع جزيئات الماء وإعطاء بروتون لها.
• عندما يذوب غاز كلوريد الهيدروجين في الماء لإنتاج حمض الهيدروكلوريك، يقوم جزيء كلوريد الهيدروجين بتسليم بروتون (أيون الهيدروجين) لجزيء الماء.
• تتكون الرابطة التساهمية (التساهمية الداتيف) بين واحد من الأزواج المنفردة من الأكسجين والهيدروجين الموجودين في حمض الهيدروكلوريك، ويتم إنتاج أيونات الهيدروكسونيوم H3O+ .
•  عندما يتفاعل حمض في محلول مع قاعدة، فإن أيون الهيدروكسونيوم يعمل كحمض، حيث يتم نقل البروتون من أيون الهيدروكسونيوم إلى أيون الهيدروكسيد لتكوين جزيء الماء.
• إظهار الإلكترونات مع استبعاد الإلكترونات الداخلية: يجب عليك أن تدرك أنه عند الحديث عن أيونات الهيدروجين في المحلول، H+ (aq)، فإن ما تتحدث عنه في الواقع هو أيونات الهيدروكسونيوم

نظرية لويس للأحماض والقواعد

تمتد هذه النظرية إلى ما هو أبعد من الأشياء التي يفكر فيها عادة على أنها أحماض وقواعد، وينص عليها النظرية على النحو التالي

• الحمض هو متقبل زوج الإلكترون.
• القاعدة هي مانح زوج إلكترون.