Sav-bázis elméletek

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A sav-bázis elméletek a savasság és lúgosság kialakulására, hatásmechanizmusára vonatkozó magyarázatok.

Arrhenius-Ostwald féle[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Svante Arrhenius 1883-ban megjelent doktori disszertációjában ismertette elméletét. Kortársai egy része fenntartással fogadta az oldatokban létező ionokba vetett hitét. Wilhelm Ostwald a rigai egyetem professzora volt az, aki felismerte az arrheniusi elméletben rejlő lehetőségeket, és kísérleteivel be is bizonyította azok létjogosultságát.

Az elmélet szerint a savak olyan anyagok, amelyek hidrogénionra (és anionra), a bázisok pedig hidroxidionra (és kationra) disszociálnak vizes oldatban. A sav-bázis reakciók lényege a bázisok hidroxidionjainak (OH) és a savak hidrogénionjainak (H+) vízképzési reakciója:

H+ + OH H2O

Az erős és gyenge savak – ugyanígy az erős és gyenge bázisok – között csak a disszociáció mértékében van különbség. Arrhenius megállapította, hogy az ecetsav (CH3COOH) – mely gyenge sav – disszociációjának mértéke nő, ha azt vízzel hígítja.

CH3COOH + H2O CH3COO + H3O+

A fenti reakciót egyensúlyi reakcióként értelmezve könnyen belátható, hogy amennyiben nő az egyenlet bal oldalán szereplő víz mennyisége, – a tömeghatás törvényének megfelelően – a reakció "jobbra" tolódik el, azaz az új egyensúly beállásával nő az oldatban az oxóniumionok és az acetátionok (CH3COO) mennyisége is.

Brønsted-Lowry féle[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Johannes Nicolaus Brønsted 1923-ban egy új sav-bázis elmélettel állt elő, melyet 1928-ban Thomas Martin Lowry továbbfejlesztett. Az elmélet egyszerű és összetett sav-bázis rendszereket különböztet meg. Egyszerű sav-bázis rendszer: sav az a molekula vagy ion, amely protont ad le, és bázis az amelyik protont vesz fel.

Sav → Bázis + H+

Az elmélet magyarázatot ad oldószerekben lezajló sav-bázis reakciókra is. Például a sósav (HCl) vízben való oldásánál a HCl molekula tekinthető savnak, a vízmolekula pedig a bázisnak:

HCl + H2O H3O++ Cl
s1 b2 s2 b1

ahol s1-b1 és s2-b2 az összetartozó egyszerű sav-bázis párt jelöli.

Ennek az elméletnek a jelentőségét az is növeli, hogy nem csak vizes közegre, hanem más – proton tartalmú – oldószeres reakciókra is alkalmazható.

Lewis-féle sav-bázis elmélet (1938)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Lewis-féle sav-bázis elmélet az elektronpároknak a kialakuló kötésben való eredete alapján tárgyalja a savakat és bázisokat.

Lewis szerint sav az az anyag, ami elektronpár-akceptor, vagyis elektronpár felvételére képes. A bázisok pedig elektronpár-donorok (elektronpár leadására képesek). A Lewis-elmélet a komplexkémiai reakciók megmagyarázására jól használható, a fémionok Lewis-féle savak, a ligandumok (akik az elektronpárt adják a datív kötésbe) pedig a Lewis-féle bázisok.

A Lewis-féle sav-bázis elmélet Pearson-féle értelmezése (Hard-Soft elmélet)(1963)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Pearson két csoportba osztotta Lewis-féle savakat és bázisokat: kemény (hard) savak és bázisok, ill. lágy (soft) savak és bázisok.

A kemény savak tulajdonságai:

  • Kis méret
  • Nagy pozitív töltés
  • Kis polarizálhatóság
  • Erősen protonkedvelő részecskékhez (kemény bázisokhoz) kapcsolódik szívesen

A kemény bázisok tulajdonságai:

A lágy savak tulajdonságai:

  • Nagy méret
  • Kis pozitív töltés
  • Nagy polarizálhatóság
  • Gyengén protonkedvelő részecskékhez (lágy bázisokhoz) kapcsolódik szívesen

A lágy bázisok tulajdonságai:

Lux-féle Sav-bázis elmélet[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Lux-féle elmélet magas hőmérsékleten (olvadékfázisban) végbemenő reakciók magyarázatát adja meg: a savak oxidion (O2−) akceptorok, míg a bázisok oxidion donorok.

Példa:

CaO + SiO2 → CaSiO3

BÁZIS SAV.

Usanovich-féle sav-bázis elmélet[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Usanovich továbbfejlesztette a Lewis-féle elméletet, elmélete szerint a savak kationdonorok, elektron-, ill. anionakceptorok, míg a bázisok anion-, ill. elektrondonorok, és kationakceptorok.

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]