Rs94brTAz8BwH1
Na zdjęciu mężczyzna z średnim wieku w okularach. Ma włosy zaczesane w prawo. To Thomas Martin Lowry. Na zdjęciu mężczyzna w średnim wieku. Ma poważny wyraz twarzy, wysokie czoło, włosy zaczesane do tyłu. Nosi wąsy. To Johannes Nicolaus Brønsted. W 1923 r. Johannes Nicolaus Brønsted, duński chemik i Thomas Martin Lowry, angielski chemik, niezależnie od siebie stworzyli teorię, która wyjaśniała właściwości kwasowe i zasadowe substancji.

Teoria Brønsteda‑Lowry’ego to teoria kwasowo‑zasadowa zaproponowana prawie 50 lat po teorii Arrheniusa. Zgodnie z tą teorią:

  • kwas to substancja (cząsteczka, jon) zdolna do oddawania jonu wodoru (protonuprotonprotonu) – protonodawca np. HCl, H 2 O, CH 3 COOH, HSO 4 , HCO 3 , H 3 O + , NH 4 + .

  • zasada to substancja (cząsteczka, jon) zdolna do pobierania jonu wodoru (protonu) – protonobiorca np. H 2 O, NH 3 , CH 3 NH 2 , CH 3 COO , CO 3 2 , HCO 3 , OH .

bg‑gold

Kwas wg teorii Brønsteda‑Lowry’ego

Według teorii Brønsteda-Lowry’ego jon wodorowy H + nie jest ani kwasem, ani zasadą, ponieważ on sam jest czynnikiem, którego przekazywanie stanowi podstawę tej teorii. Dodatkowo należy wspomnieć, że kwasami według teorii Brønsteda-Lowry’ego określa się także substancje uważane za kwasy Arrheniusa.

bg‑gold

Zasada wg teorii Brønsteda-Lowry’ego

Według teorii Brønsteda-Lowry’ego zasadą jest jon wodorotlenkowy OH , ale nie są nimi NaOH czy Ba(OH) 2 , ponieważ substancje takie nie są „cząsteczkami” w środowisku wodnym. Wodorotlenek sodu, wodorotlenek baru i inne wodorotlenki to ciała stałe o budowie jonowej posiadające w swojej strukturze jony Na + OH . Po wprowadzeniu do wody, stały wodorotlenek rozpuszcza się i dysocjuje dostarczając jonów wodorotlenkowych, które są właściwą zasadą zgodnie z teorią Brønsteda‑Lowry’ego. Dodatkowo zasadami są jony powstające w dysocjacji kwasów, np. wskazane CH 3 COO CO 3 2 , HCO 3 . Wynika, z tego że zasadami Brønsteda-Lowry’ego są m.in. amoniak i aminy, które nie są uznawane za zasady przez klasyczną teorię Arrheniusa.

bg‑gold

Reakcja protolityczna

Reakcja pomiędzy kwasem a zasadą, w czasie której odbywa się transfer jonu wodoru, jest przykładem reakcji protolitycznej.

\

NH3(aq)zasada 2 + H2O(aq)kwas 1  NH4(aq)+kwas 2 + OH(aq)-zasada 1

Każdej zasadzie (np. NH 3 ) odpowiada sprzężony z nią kwas (np. NH 4 + ). Każdy kwas, oddając jon wodoru (proton), przechodzi w sprzężoną z nim zasadę. Należy pamiętać, że im mocniejszy kwas, tym słabsza jest sprzężona z nim zasada.

Niektóre indywidua chemiczne mogą pełnić wg teorii Brønsteda-Lowry’ego w jednym przypadku rolę kwasu, a w innej reakcji rolę zasady. Takie indywidua nazywamy amfolitami lub substancjami amfiprotycznymi. Przykładem jest cząsteczka wody, które w pierwszym równaniu pełni funkcję zasady, a w drugim funkcję kwasu.

H2O+HClH3O++Cl-
SO42-+H2OHSO4-+OH-

Kolejnym indywiduum amfiprotycznym jest jon HSO3-.

HSO3- + H3O+  H2O + H2SO3
HSO3- + OH-  H2O + SO32-

Z formalnego punktu widzenia właściwości amfiprotyczne powinien wykazywać jon HSO4-. Powstaje on bowiem w czasie dysocjacji kwasu siarkowego(VI), a w wyniku jego dalszej dysocjacji tworzą się jony SO42-. Niemniej dysocjacja kwasu siarkowego(VI) prowadząca do jonu HSO4- jest praktycznie całkowita i nieodwracalna, stąd właściwości zasadowe, a zatem również amfiprotyczne takiego jonu w środowisku wodnym byłyby trudne do potwierdzenia doświadczalnie

H2SO4 + H2O  H3O+ + HSO4-
HSO4- + H2O  H3O+ + SO42-
Polecenie 1

Jakie znasz definicje kwasów i zasad? W jaki sposób definiuje te substancje Teoria Brønsteda-Lowryego? Zapoznaj się z filmem samouczkiem i rozwiąż zadania poniżej.

R1OyDANTXmV011
Film nawiązujący do treści materiału - dotyczy teorii Brønsteda-Lowryego na temat kwasów i zasad.
R76iqwMJWz3Gd
Ćwiczenie 1
Połącz pojęcia z odpowiednimi definicjami. 1. Sprzężony kwas. 2. Sprzężona zasada. 3. Kwas. 4. Zasada. Możliwe odpowiedzi: 1. substancja powstająca po tym jak kwas oddaje swój proton w nawiasie kwadratowym Ha plus, 2. substancja, która może przekazać proton w nawiasie kwadratowym Ha plus, 3. substancja która może przyjąć proton w nawiasie kwadratowym Ha plus, 4. substancja powstająca po tym jak zasada przyjmuje proton w nawiasie kwadratowym Ha plus.
R1XmiptGFzpbX
Ćwiczenie 2
Uzupełnij poniższe zdania zgodnie z Teorią Bronsteda‑Lowryego. Ha 2 O w reakcji z Ha 2 eS pełni rolę Tu uzupełnij. Ha 2 O w reakcji z eN a O Ha pełni rolę Tu uzupełnij.
bg‑blue

Notatnik

R17TY7A3VUjRk
(Uzupełnij).
Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
proton
proton

jon wodoru - H + , jest to kation utworzony z atomu wodoru poprzez oderwanie jego jedynego elektronu; w warunkach normalnych nie występuje w postaci prostego jonu, ponieważ ze względu na bardzo mały promień wytwarza wokół siebie silne pole elektryczne i przyciąga otaczające go atomy czy cząsteczki; zazwyczaj jon H + łączy się w roztworze wodny z cząsteczką H 2 O tworząc jon oksoniowy (hydroniowy) H 3 O +