Hvordan syrer og baser reagerer:Fra saltdannelse til komplekse ioner

Af Chris Deziel – Opdateret 30. august 2022

Qwart/iStock/GettyImages

TL;DR (for lang; læste ikke)

I vand neutraliseres syrer og baser for at danne salte. I ikke-vandige omgivelser kan produkterne stadig være salte eller komplekse ioner, afhængigt af den anvendte teori.

Arrhenius-teori:Syre som H⁺-donor, base som OH⁻-donor

Svante Arrhenius beskrev først syrer som stoffer, der frigiver H⁺-ioner i vandig opløsning og danner hydroniumioner (H₃O⁺). Koncentrationen af ​​disse ioner definerer pH; lavere pH-værdier indikerer højere surhedsgrad. Baser derimod tilfører hydroxidioner (OH⁻), hvilket hæver pH til over 7 og gør opløsningen alkalisk. Klassiske eksempler er saltsyre (HCl) og natriumhydroxid (NaOH).

Neutralisering og saltdannelse

Når en Arrhenius-syre og base mødes, kombineres hydronium- og hydroxidionerne for at producere vand, og de resterende kationer og anioner danner et salt. Denne proces, kendt som hydrolyse, bringer opløsningen til en neutral pH. En lærebogsillustration er reaktionen af HCl med NaOH for at give natriumchlorid (NaCl).

Brønsted–Lowry Extension:Proton Transfer

Brønsted og Lowry udvidede definitionen til enhver art, der donerer en proton (H⁺) eller accepterer en. Denne ramme forklarer reaktioner ud over vandige opløsninger, såsom neutralisering af ammoniak (NH3) med HCl til fremstilling af ammoniumchlorid (NH4Cl). Selvom ingen hydronium- eller hydroxidioner er involveret, er resultatet stadig et salt.

Lewis-koncept:Elektronparoverførsel

G.N. Lewis introducerede et endnu mere inkluderende syn, idet han definerede syrer som elektronparacceptorer og baser som elektronpardonorer. Denne model redegør for reaktioner, der ikke kan beskrives ved protonoverførsel, herunder interaktioner mellem gasser, væsker og faste stoffer. I Lewis-strukturen kan syre-basereaktioner give ikke-saltprodukter, såsom den komplekse ion tetraamminezink:

Zn2+ + 4 NH3 → [Zn(NH3)4]4+

Resultatet af at kombinere en syre og en base afhænger således af den valgte teoretiske linse:neutralisering til vand og et salt eller dannelse af en kompleks ion.