Einführung in die Chemie
Lernziel
- Recall-die Arrhenius-Säure-definition und seine Grenzen.
Schlüsselpunkte
- Eine Arrhenius-Säure erhöht die Konzentration von Wasserstoff (H+)– Ionen in einer wässrigen Lösung, während eine Arrhenius-Base die Konzentration von Hydroxid (OH -) – Ionen in einer wässrigen Lösung erhöht.,
- Die Arrhenius-Definitionen von Säure und Alkalität sind auf wässrige Lösungen beschränkt und beziehen sich auf die Konzentration der Lösungsmittelionen.
- Die universelle wässrige Säure-Base-Definition des Arrhenius-Konzepts wird als die Bildung eines Wassermoleküls aus einem Proton-und Hydroxidion beschrieben. Daher ist bei Arrhenius Säure–Base-Reaktionen die Reaktion zwischen einer Säure und einer Base eine Neutralisationsreaktion.
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- hydroniumDas hydratisierte Wasserstoffion (H_3O^+ ).,
- aciditein Maß für die Gesamtkonzentration von Wasserstoffionen in Lösung
- Alkalinitein Maß für die Gesamtkonzentration von Hydroxidionen in Lösung
Die Arrhenius-Definition
Eine Säure-Base-Reaktion ist eine chemische Reaktion, die zwischen einer Säure und einer Base auftritt. Es gibt mehrere Konzepte, die alternative Definitionen für die beteiligten Reaktionsmechanismen und deren Anwendung bei der Lösung verwandter Probleme bereitstellen., Trotz mehrerer Unterschiede in den Definitionen wird ihre Bedeutung als unterschiedliche Analysemethoden deutlich, wenn sie auf Säure-Basen-Reaktionen für gasförmige oder flüssige Spezies angewendet werden oder wenn Säure-oder Basencharakter etwas weniger offensichtlich sein kann.
Die von Svante Arrhenius entworfene Arrhenius-Definition von Säure-Basen-Reaktionen ist eine Entwicklung der Wasserstofftheorie der Säuren. Es wurde verwendet, um eine moderne Definition von Säuren und Basen zu liefern, und folgte aus Arrhenius ‚ Arbeit mit Friedrich Wilhelm Ostwald bei der Feststellung der Anwesenheit von Ionen in wässriger Lösung im Jahr 1884., Dies führte dazu, dass Arrhenius 1903 den Nobelpreis für Chemie erhielt.
Wie von Arrhenius definiert:
- Eine Arrhenius-Säure ist eine Substanz, die in Wasser zu Wasserstoffionen (H+) dissoziiert. In anderen Worten, eine Säure erhöht die Konzentration von H+ – Ionen in einer wässrigen Lösung. Diese Protonierung von Wasser ergibt das Hydroniumion (H3O+); In der heutigen Zeit wird H+ als Abkürzung für H3O+ verwendet, weil es jetzt bekannt ist, dass ein bloßes Proton (H+) nicht als freie Spezies in wässriger Lösung existiert.
- Eine Arrhenius-Base ist eine Substanz, die in Wasser zu Hydroxid (OH–) Ionen dissoziiert., Mit anderen Worten, eine Base erhöht die Konzentration von OH-Ionen in einer wässrigen Lösung.
Einschränkungen der Arrhenius-Definition
Die Arrhenius-Definitionen von Säure und Alkalität sind auf wässrige Lösungen beschränkt und beziehen sich auf die Konzentration der gelösten Ionen. Nach dieser Definition sind reines H2SO4 oder HCl, gelöst in Toluol, nicht sauer, obwohl beide Säuren ein Proton an Toluol abgeben., Darüber hinaus ist nach der Arrhenius-Definition eine Lösung von Natriumamid (NaNH2) in flüssigem Ammoniak nicht alkalisch, obwohl das Amidion (\text{NH}_2^ -) Ammoniak leicht deprotonieren wird. Somit kann die Arrhenius-Definition nur Säuren und Basen in wässriger Umgebung beschreiben.
Arrhenius Säure-Basen-Reaktion
Eine Arrhenius Säure-Basen-Reaktion ist definiert als die Reaktion eines Protons und eines Hydroxidions zu Wasser:
H^++OH^ – \oarrow H_2O
Somit ist eine Arrhenius Säure-Basen-Reaktion einfach eine Neutralisationsreaktion.,