Киселини и основи според теорията на Арениус

Първата модерна дефиниция на киселини и основи е дело на този господин, който виждаме на снимката – Сванте Арениус, който през 1903 г. става третият носител на Нобелова награда за химия. И според неговото определение за киселини и основи киселината е нещо, което повишава концентрацията на водородни протони, когато е поставено във воден разтвор. Вероятно се досещаш какво е основа. Можем да кажем, че основата понижава концентрацията на протоните и това е една възможна дефиниция. Можем да кажем също, че повишава – нека го запиша – основата повишава концентрацията на хидроксидни йони, когато се постави във воден разтвор. Нека го обясня по-конкретно. Да разгледаме някои примери. Силна киселина на Арениус, и всъщност силна киселина и според другите дефиниции, е солната киселина. Ще я сложим във воден разтвор. Това е водородът. Имаме хлор. Слагаме това във воден разтвор, и то ще се дисоциира. Тази реакция се осъществява най-често от ляво надясно. Хлорът ще откъсне двата електрона от ковалентната връзка с водорода, и ще остави водорода без електрони. Затова водородът просто ще стане водороден протон. И остава хлорът, който е откраднал този електрон. Той и преди е имал електрони, а сега е откраднал и един електрон от водорода, затова в момента има отрицателен заряд. А те още са във воден разтвор. Все още са разтворени във вода. И тук ясно се вижда, че ако поставим солна киселина във воден разтвор, ще повишим броя на водородните йони броя на протоните в разтвора. И вече говорихме за това, често ще срещнеш уравнение като това, но водородните протони не си седят кротко и неподвижно във водата. Те ще се свържат с водните молекули и ще създадат хидрониеви йони. Затова често можеш да го срещнеш и така: Имаме солна киселина във воден разтвор, което означава, че просто е разтворена във вода. И имаме H2O. Имаме молекули на водата, Н2О, понякога следвано от малка латинска буква l, което означава, че е в течна форма. И това ще ни даде следния резултат: вместо този водороден йон да остане самостоятелен, той се свързва в водна молекула и се получава H3O – тази водна молекула присъедини водороден йон, който има само протон, дошъл е без електрони, затова сега има положителен заряд. Пак казваме, че това е във воден разтвор – хидрониевият йон е във воден разтвор. И ще имаме плюс... после ще ни остане хлоридният йон, който можем да наречем анион, понеже е отрицателен. Хлориден анион. И това продължава да е във воден разтвор. Разтворено е във водата. А единственото, което се случи, е, че хлоридният йон тук е взел всички електрони и е оставил водорода без електрони. После този водороден протон е привлечен от водната молекула и става хидрониев йон. Дори с това определение можем да кажем, че повишава концентрацията на водородни протони. Можем да кажем, че повишава концентрацията на хидрониеви йони. И така, по определението на Сванте Арениус солната киселина се приема за силна киселина. Това я прави силна киселина. А какво би било силна основа според определението на Арениус за киселините и основите? Това може да е натриевият хидроксид. Нека го напиша. Ако имам натриев хидроксид (натриева основа), натрий – Na, това е натрият, а после имаме хидроксидната част – това е кислород, свързан с водород. Това е натриевият хидроксид. Ако проверим как изглежда тази молекула, ще видим, че кислородът има ковалентна връзка с водорода. Нека го напиша с други цветове. Кислородът има ковалентна връзка с този водород ето тук. И има три несподелени електронни двойки. Откраднал е електрон отнякъде и ще има отрицателен заряд. Ще има отрицателен заряд. Мога да напиша и двете, нека го напиша така. Има отрицателен заряд, а тук имаме и натриев йон който някак е загубил електрона си. Имаме натриев йон, който е загубил електрона, затова има положителен заряд. Може да е загубил електрона си заради кислорода. И така кислородът ще стане отрицателен, а натрият – положителен. И така това е положително, това отрицателно, те ще се привличат едно към друго и ще формират йонна връзка, така че натриевият хидроксид съдържа йонна връзка, защото натрият всъщност е положителен, а хидроксидната част е отрицателна. Това ги привлича един към друг. Но както и да е, да ги поставим във воден разтвор. Ако поставим натриев хидроксид във воден разтвор, той ще се дисоциира на натриеви йони с положителен заряд, все пак натриевият йон е част от това съединение, затова беше привлечен към хидроксидния анион, но ако го поставим във водна среда, тогава ще имаме хидроксиден анион, така че това просто ще се дисоциира. ОН има отрицателен заряд, и ще се разтвори във водата, във водния разтвор. И ако поставим натриев хидроксид във вода той ще повиши концентрацията, ще повиши концентрацията на хидроксид във водата. Ще повиши концентрацията на хидроксид и по определението на Арениус за киселини и основи, ще бъде силна основа на Арениус. Това е силна основа съгласно дефиницията на Арениус. Съветвам те да сравниш това с другите определения – с дефиницията на Брьонстед-Лаури за киселини и основи, с определението на Люис за киселени и основи и помисли върху начините, по които се определят категориите.