ECHILIBRE IONICE

1. TEORII ALE ACIZILOR ŞI BAZELOR

Denumirea de acizi provine de la acidus, care în limba latină înseamnă acru. Acizii

colorează în roşu un colorant albastru obţinut din licheni, numit turnesol, descompun piatra de var

(carbonatul de calciu) cu efervescenţă, adică cu degajarea unui gaz: dioxid de carbon.

Antagoniştii acizilor au fost denumiţi alcalii (de la cuvântul arab al kalium = cenuşă de

plante). Extractul apos al cenuşii de lemn, leşia, are proprietatea de a curăţa pielea şi textilele, are

un gust caracteristic (leşietic) şi produce o senzaţie unsuroasă la pipăit. Alcalii restabilesc culoarea

albastră a turnesolului, fac să dispară gustul acru al acizilor şi puterea lor de a descompune piatra de

var. Cu alte cuvinte alcaliile neutralizează acizii. După ce au fost descoperite şi alte substanţe care

neutralizează acizii (oxizii şi hidrxizii metalelor) s-a introdus pentru acestea numele general de

baze.

1.Teoria disociaţiei electrolitice : defineşte acizii ca fiind substanţe care prin disociere în

soluţii apoase pun în libertate ioni de hidrogen (H+); bazele sunt substanţe care prin acelaşi proces

pun în libertate ioni hidroxil (OH-).

Exemplu:

HCl → H+ + Cl- ; HNO3 → H+ + NO3-

NaOH → Na+ + OH-

În absenţa apei, acizii şi bazele sunt considerate ca molecule neutre(nedisociate), de ale

căror proprietăţi teoria nu se ocupă.

Deşi corectã , aceastã definiţie se limiteazã însã la medii apoase, unde prin neutralizare se

reface apa. În soluţii neapoase aceastã teorie nu mai este adevaratã.

Se cunosc baze puternice care nu genereazã ioni OH- :

C2H5-OH + Na C2H5O-Na+ ( alcoxid de sodiu – bazã f.puternicã)

NH3 + Na NaNH2- + ½ H2 ( amidurã de sodiu)

2.Teoria protoliticã sau a transferului de protoni :

Extinde definiţia acizilor şi bazelor la proprietăţile de cedare- acceptare de protoni, sau astfel

spus transfer de protoni. Se numesc acizi acele substanţe capabile sã elibereze protoni, iar baze

substanţele care acceptã protoni.

Acest proces poate fi reprezentat prin ecuaţia în echilibru:

Acid1 Bazã2 + H+ (1)

Acidul pierde un proton şi trece în baza sa conjugatã, în timp ce baza poate primi protonul

pentru a deveni acidul conjugat.

Dupã aceastã teorie, acizii pot fi moleculari, anionici şi cationici, iar bazele pot fi anionice şi

moleculare.

Exemple:

Acizi Acid1 + Bazã2 Bazã1 + Acid2 Baze

Acizi moleculari H2SO4 + H2O H-SO4 + H3O+ Baze anionice

Acizi anionici H-SO4 + H2O SO42- + H3O+ Baze anionice

Acizi cationici NH4+ + OH- NH3 + H2O Baze moleculare

Teoria protolitică are meritul de a explica tăria unui acid în corelaţie cu natura solventului .

Astfel, acidul azotic dizolvat în apă este un acid tare, iar în mediu de acid fluorhidric se comportă

ca o bază.

HNO3 + H2O → NO3- + H3O+

HF + HNO3 → F- + H+2NO3

Reacţia (1) nu este în corectă deoarece protonii, ca şi electronii, nu pot exista liberi în soluţie,

fiind consumaţi instantaneu într-o reacţie asemãnãtoare de cãtre baza2 :

Baza2 + H+ Acid2

Însumând cele douã reacţii reacţia protoliticã: Acid1 + Bazã2 Bazã1 + Acid2

Rezultã cã fiecãrui acid îi corespunde o bazã conjugatã şi invers.

Exemple de reacţii protolitice:

Acid 1 + Baza 2 ↔ Acid 2 + Baza 1

HCl H2O H3O+ Cl-

HCl NH3 NH4+ Cl-

CH3COOH NaOH H2O CH3COONa

H2SO4 NaNO3 HNO3 NaHSO4-

HOH NaNH2 NH3 NaOH

Deşi aceastã teorie a lãrgit cadrul proprietãţii acido-bazice, ea limiteazã noţiunea de acid la

donor de protoni, deşi se cunosc substanţe cu caracter acid sau bazic, fãrã transfer de protoni.

3.Teoria electronicã : Conform acestei teorii, acizii sunt substanţe capabile sã accepte perechi

de electroni pentru a-şi forma configuraţii electronice stabile. Bazele sunt considerate substanţe

capabile sã doneze perechi de electroni.

Exemple : H+ + OH- H2O

H+ + NH3 NH4+

Ag+ + NH3 NH3Ag +

F3B + NH3 ↔ F3B ←NH3

Se observã cã definiţia bazelor nu diferã de teoria protoliticã, deoarece protonul nu poate fi

acceptat decât de molecule sau ioni ce posedã perechi de electroni neparticipanţi. Definiţia

acizilor este însã mult mai largã, ea incluzând aici şi moleculele ce nu pot ceda protoni şi astfel

se explicã formarea combinaţiilor complexe.

SUBSTANŢE AMFOTERE

Unele substanţe în funcţie de partenerul de reacţie cu care interacţionează pot să elibereze

sau să fixeze protoni, adică în mediu bazic se comportă ca acizi (cedează protoni), iar în mediu

acid se comportă ca baze (acceptă protoni). Asemenea substanţe se numesc amfotere sau

amfoliţi.

În această categorie intră apa, unii hidroxizi metalici: Zn(OH)2, Al(OH)3, aminoacizii,

heterocicluri cu azot.

H-OH + OH- ↔ H2O + OH- (mediu bazic)

H-OH + H+ ↔ H3O+ (mediu acid)