تعاریف متداول اسید- باز

معيارهاي متفاوتي براي طبقه بندي اسيدها و بازها وجود دارد. نخستین تئوری مدرن برای تعریف اسید و باز توسط آرنیوس ارائه شد. طبق طبقه بندي آرنیوس اسيد ماده اي است كه در آب ( در حقیقت  چراکه پروتون تنها چگالی بار زیادی دارد و با مولکولهای دیگر پیوند می خورد) توليد مي كند و باز ماده اي است كه در آب  توليد مي كند. بعبارتی دیگر اسید آرنیوس غلظت را در آب افزایش می دهد، در حالیکه باز آرنیوس غلظت را در آب افزایش می دهد. با توجه به ترکیب و  که منجر به تولید آب می شود، معادلا اسید آرنیوس منجر به کاهش غلظت و باز آرنیوس منجر به کاهش غلظت  می شود. با درنظر گرفتن واكنشهاي زير  و  به عنوان اسيد آرنیوس هستند، در حاليكه و باز آرنیوس مي باشند.

طبق طبقه بندي برونشتد – لوري، اسيد ماده اي است كه  مي دهد و باز ماده اي است كه   مي گيرد. با در نظر گرفتن واكنشهاي زير، بعنوان دهنده پروتون اسيد برونشتد- لوري و بعنوان گیرنده پروتون باز برونشتد – لوري است :

در تعریف برونشتد- لوري، به اسيد و بازي كه با دادن و گرفتن یک  به هم تبديل مي شوند، اسيد و باز مزدوج گفته مي شود. بعبارتی دیگر اسید مزدوج یک باز، گونه پروتون گرفته آن باز یا همان گونه حاصل از گرفتن یک پروتون توسط آن باز است و باز مزدوج یک اسید، گونه پروتون داده آن اسید یا همان گونه حاصل از دادن یک پروتون توسط آن اسید است. به عنوان مثال در واكنش  اسيد مزدوج  و  باز مزدوج  است. به عنوان مثال ديگر در زوج  كه با از دست دادن  ، را توليد مي كند، اسيد مزدوج  است، در حاليكه  كه با گرفتن  ،  را توليد مي كند، باز مزدوج  است. در حاليكه در زوج  ،  اسيد مزدوج و  باز مزدوج است. لازم بذکر است که به گونه اي مثل   كه بتواند هم نقش اسيدي و هم نقش بازي ايفا كند، آمفوتر گفته مي شود.

تمرین:  را در نظر بگیرید:

الف) چه گونه ای اسید مزدوج  محسوب می شود؟ 

ب) چه گونه ای باز مزدوج  محسوب می شود؟

*****

تمرین: اسید فسفریک () و مشتقاتش () را درنظر بگیرید:

الف) اسید و بازهای مزدوج ممکن را بصورت  مشخص نمائید.

ب) برای کدام گونه ها می توان خصلت آمفوتری در نظر گرفت؟

*****

طبق طبقه بندي لويس، اسيد ماده اي است كه جفت الكترون داتیو مي پذيرد و باز ماده اي است كه جفت الكترون داتیو مي دهد. مثلاً در واكنش زير، بعنوان گیرنده جفت الکترون داتیو يك اسيد لوويس و بعنوان دهنده جفت الکترون داتیو يك باز لوويس است:

به ترتیب از سمت چپ: آرنیوس (Svante August Arrhenius (19 February 1859 – 2 October 1927))،

برونشتد (Johannes Nicolaus Brønsted (February 22, 1879 – December 17, 1947))،

لوری (Thomas Martin Lowry ( 26 October 1874 – 2 November 1936)) و

لویس (Gilbert Newton Lewis (October 23, 1875 – March 23, 1946))

علاوه بر تعاریف یاد شده تعاریف دیگری مثل تعریف لاکس- فلاد ( اسید بعنوان گیرنده یون اکسید و باز بعنوان دهنده یون اکسید)، تعریف اسید و باز سخت و نرم پیرسون ( سخت ها کوچک هستند و چگالی بار بالا و قطبش پذیری کم دارند، در حالیکه نرم ها بزرگ هستند و چگالی بار کم و قطبش پذیری بالا دارند. بر مبنای این تئوری بین برهم کنش های اسید- باز، برهم کنش سخت با سخت و نرم با نرم بیشتر پایدار هستند.) و تعریف یوسانویچ ( اسیدها بعنوان گیرنده های گونه های منفی یا دهنده های گونه های مثبت و بازها بر عکس اسیدها که در اینصورت واکنشهای اکسایش- کاهش زیر مجموعه ای از واکنشهای اسید- باز خواهند بود) وجود دارند، اما باندازه تعاریف برونشتد- لوری و لویس متداول نیستند.  

مي توان طبقه بندي آرنیوس را زير مجموعه اي از طبقه بندي برونشتد – لوري و طبقه بندي برونشتد-لوري را زير مجموعه اي از طبقه بندي لوويس به حساب آورد. اسيد آرنیوس كه در آب توليد  مي كند، به عنوان توليد كننده  اسيد برونشتد – لوري نيز هست. اسيد برونشتد-لوري كه  توليد مي كند و  پذيرنده داتیو است، مي تواند يك اسيد لوويس نيز محسوب شود. باز آرنیوس كه در آب  توليد مي كند و  مي تواند  بگيرد، مي تواند به عنوان باز برونشتد- لوري نيز در نظر گرفته شود. باز برونشتد – لوري كه  مي گيرد يا در واقع به  داتیو مي دهد، يك باز لوويس نيز هست.

طبقه بندي آرنیوس اسيد- باز را به حلال آب محدود مي كند، در حاليكه علاوه بر حلال آب، در بحث هاي اسيد- باز ما از حلالهاي غيرآبي يا غير مائی نیز ممکن است استفاده كنيم. همچنين در خود حلال آب، طبقه بندي آرنیوس تمام اسيدها و بازها را بدرستي بدست نمي دهد. مثلاً در واكنش محلول آبی  با محلول آبی  ، عمدتاً خود  با  واكنش مي دهد، نه لزوماً  ناشي از واكنش  با آب. از طرفی طبقه بندي لوويس بسيار گسترده است و تحليل اسيدها و بازها را دشوار مي كند. از همین جهات در بحث های معمول شيمي تجزيه ما تعريف اسيد-باز را به طبقه بندي اسيد و باز برونشتد- لوري محدود مي كنيم، مگر آنكه خلاف آن ذكر شده باشد. بنابراین در ادامه هر جا صحبت از اسيد-باز است، منظور اسيد و باز برونشتد- لوري است مگر آنكه خلافش ذكر شده باشد.

||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||

**************************************************

سایت: www.youngchemist.com

مولف: محمد شاهی

نظرات، پیشنهادات و انتقادات: chemistry.shahi@gmail.com

**************************************************

||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||