Ученый Сванте Аррениус впервые предположил, что кислоты в воде диссоциируют с образованием ионов. По его словам, кислоты были материалами, в состав которых входил ион водорода. Растворенный в воде ион водорода Н + придает раствору свойства кислоты. Аррениус также разработал соответствующее определение основания. При растворении в воде основания образуют гидроксид-ионы ОН-, которые придают раствору характеристики основания.

Определения Аррениуса охватывают многие из наиболее распространенных кислот и оснований и их химические реакции, но есть другие материалы, которые имеют характеристики кислот, но не соответствуют определению Аррениуса. Более широкие определения кислот могут включать некоторые из этих материалов.

Характеристики аррениусовой кислоты

Исторически кислоты были описаны как кислые и едкие, но мало что было известно об основах этих характеристик. В 1884 году Сванте Аррениус предположил, что такие соединения, как NaCl или поваренная соль, образуют заряженные частицы, называемые ионами, когда они растворяются в воде. К 1887 году Аррениус разработал теорию, которая привела его к предположению, что кислоты ионизируются в воде с образованием ионов водорода. Ионы водорода дали кислотам свои характеристики.

Важной характеристикой кислот является то, что они реагируют с металлами с образованием соли и газообразного водорода. Используя определение кислоты по Аррениусу, становится ясно, что кислота растворяется в воде в ионы водорода и другие отрицательные ионы из кислоты. Металл соединяется с отрицательными ионами, оставляя водородные ионы и лишние электроны, чтобы сформировать водородный газ.

Кислоты также реагируют с основаниями с образованием соли и воды. Согласно определению Аррениуса основания производят гидроксид-ионы в растворе. В результате в кислотно-основной реакции ионы водорода из кислоты объединяются с ионами гидроксида из основания с образованием молекул воды. Отрицательные ионы от кислоты объединяются с положительными ионами от основания, чтобы сформировать соль.

Примеры кислотных реакций Аррениуса

Когда типичная кислота Аррениуса, такая как соляная кислота, реагирует с металлом или основанием, определения Аррениуса позволяют легко отслеживать реакции. Например, соляная кислота, HCl, реагирует с цинком, Zn, с образованием хлорида цинка и газообразного водорода. Отрицательные ионы Cl соединяются с атомами цинка, образуя молекулы ZnCl2 и генерируя дополнительные электроны. Электроны соединяются с ионами водорода из кислоты, превращаясь в газообразный водород. Химическая формула Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2.

Когда соляная кислота объединяется с основанием, таким как гидроксид натрия, NaOH, основание диссоциирует на ионы натрия и гидроксида. Ионы водорода из соляной кислоты объединяются с ионами гидроксида из гидроксида натрия с образованием воды. Ионы натрия объединяются с ионами хлора с образованием NaCl или поваренной соли. Химическая формула HCl + NaOH = NaCl + H2O.

Более широкие определения кислот

Аррениусовское определение кислот является узким в том смысле, что оно применимо только к веществам, которые растворяются в воде, и только к тем, у которых есть ионы водорода. Более широкое определение определяет кислоты как вещества, которые увеличивают концентрацию ионов водорода при растворении в воде.

Еще более широкие определения, такие как определения Льюиса или Бренстеда-Лоури, описывают кислоты как акцепторы электронов или доноры протонов. Они включают вещества, которые показывают характеристики кислот, но не соответствуют традиционному определению. С другой стороны, для общих химических реакций определения Аррениуса служат хорошей основой для объяснения того, как эти реакции работают.