Bronsted vs Lewis
Hapot ja emäkset ovat kaksi tärkeää käsitettä kemiassa. Niillä on ristiriitaisia ominaisuuksia. Tunnistamme tavallisesti hapon protonin luovuttajaksi. Hapoilla on hapan maku. Limettimehu, etikka ovat kaksi happoa, joita törmäämme kodeissamme. Ne reagoivat emästen kanssa tuottaen vettä, ja ne reagoivat myös metallien kanssa muodostaen H2, mikä lisää metallin korroosion nopeutta. Hapot voidaan luokitella kahteen osaan niiden kyvyn perusteella hajota ja tuottaa protoneja. Vahvat hapot, kuten HCl, HNO3 ionisoituvat täysin liuoksessa protoneiksi. Heikot hapot, kuten CH3COOH, dissosioituvat osittain ja antavat vähemmän protoneja. Ka on happodissosiaatiovakio. Se antaa viitteitä kyvystä menettää heikon hapon protoni. Sen tarkistamiseksi, onko aine happoa vai ei, voimme käyttää useita indikaattoreita, kuten lakmuspaperia tai pH-paperia. pH-asteikolla on edustettuna 1-6 happoa. Hapon, jonka pH on 1, sanotaan olevan erittäin vahva, ja pH-arvon kasvaessa happamuus vähenee. Lisäksi hapot muuttavat sinisen lakmuksen punaiseksi.
Pohjassa on liukas saippuamainen tunne ja katkera maku. Ne reagoivat helposti happojen kanssa muodostaen vettä ja suolamolekyylejä. Kaustinen sooda, ammoniakki ja ruokasooda ovat joitain yleisiä emäksiä, joita kohtaamme hyvin usein. Emäkset voidaan luokitella kahteen osaan niiden kyvyn perusteella hajota ja tuottaa hydroksidi-ioneja. Vahvat emäkset, kuten NaOH ja KOH, ionisoidaan täysin liuoksessa, jolloin saadaan ioneja. Heikot emäkset, kuten NH3, dissosioituvat osittain ja antavat vähemmän hydroksidi-ioneja. Kb on perusdissosiaatiovakio. Se osoittaa kyvyn menettää heikon emäksen hydroksidi-ioneja. Hapot, joilla on korkeampi pKa (yli 13), ovat heikkoja happoja, mutta niiden konjugoituja emäksiä pidetään vahvoina emäksinä. Sen tarkistamiseksi, onko aine emäs vai ei, voimme käyttää useita indikaattoreita, kuten lakmuspaperia tai pH-paperia. Emästen pH-arvo on korkeampi kuin 7, ja se muuttaa punaisen lakmuksen siniseksi.
Yllä olevien ominaisuuksien lisäksi voimme tunnistaa happoja ja emäksiä joidenkin muiden ominaisuuksien perusteella. Eri tutkijat, kuten Bronsted, Lewis ja Arrhenius, määrittävät hapot ja emäkset useilla tavoilla.
Bronsted
Bronsted määrittelee emäksen aineeksi, joka voi ottaa vastaan protonin ja hapon aineeksi, joka voi luovuttaa protonin. Bronsted esitti tämän teorian vuonna 1923. Samanaikaisesti Thomas Lowry esitti itsenäisesti saman teorian. Siksi tämä määritelmä tunnetaan Bronsted-Lowryn määritelmänä.
Lewis
Vuonna 1923 Lewis esitti teoriansa hapoista ja emäksistä. Siellä hän selittää hapon lajina, joka hyväksyy elektroniparin. Lewis-emäs on aine, joka voi luovuttaa elektroniparin. Joten Lewisin mukaan voi olla molekyylejä, joissa ei ole vetyä, mutta jotka voivat toimia happoina. Esimerkiksi BCl3 on Lewisin happo, koska se voi hyväksyä elektroniparin. Ja myös molekyylit, joissa ei ole hydroksideja, voivat toimia emäksenä. Esimerkiksi NH3 on Lewisin emäs, koska se voi luovuttaa elektroniparin typessä.
Mitä eroa on Bronstedin ja Lewisin välillä?
• Bronsted määrittelee hapon protonin luovuttajaksi, kun taas Lewis määrittelee hapon elektroniparin vastaanottajaksi.
• Bronstedin teorian mukaan emäs on protonin vastaanottaja. Lewisin teorian mukaan emäs on elektroniparin luovuttaja.
• Siksi jotkin molekyylit, joissa ei ole protoneja, voivat olla happoja Lewisin teorian mukaan.
