تعاريف اسيد وباز

کلمه «اسید» (به انگلیسی:acid) از واژه لاتین acidus به معنای «ترش» آمده‌است، اما در شیمی این لغت معانی بیشتری دارد. سه راه برای تعریف اسید وجود دارد، که آرنیوس، لوری-برونستد و لوئیس نام دارند.

آرنیوس: بنا بر این تعریف، اسید ماده‌ای است که هنگام حل شدن در آب غلظت یون هیدرونیوم (H۳O+) را افزایش دهد، و باز هم ماده‌ای است که غلظت یون هیدروکسید (OH-) را افزایش دهد: این تعریف فقط به موادی محدود می‌شود که در آب قابل حل باشند. حدود سال ۱۸۰۰، شیمیدانان فرانسوی از جمله آنتوان لاوازیه، معتقد این اصل نادرست بود که تمام اسیدها شامل اکسیژن هستند. شیمیدانان انگلیسی از جمله سر همفری دیوی، معتقد بود که تمام اسیدها شامل هیدروژن هستند. شیمیدان سوئدی، سوانت آرنیوس، از این عقیده برای گسترش تعریف اسید استفاده نمود.

لوری-برونستد: بنا بر این تعریف، اسید یک پروتون دهنده و باز یک پروتون گیرنده‌است. وقتی می‌گوییم اسید تفکیک شده‌است که پروتون بدهد. به اسید و باز همخوان با آن اسید-باز مزدوج می‌گوییم. لوری و برونستد این تعریف را بیان کردند، که در آن بر خلاف تعریف آرنیوس می‌توان از مواد نامحلول در آب هم استفاده نمود.

 

 

 

 

 

 

لوئیس: بنا بر این تعریف، اسید یک ماده جفت-الکترون گیرنده و باز یک ماده جفت-الکترون دهنده‌است. (به این دو «اسید لوئیس» و «باز لوئیس» می‌گوییم، و الکترون‌دوست و هسته‌دوست هستند) اسیدهای لوئیس موادی را شامل می‌شوند که پروتون جابجایی‌پذیر ندارند، مانند آهن(III) کلرید، و از این رو تعریف آن نسبت به تعریف لوری-برونسته گسترده تر است. تعریف لوئیس را با نظریه اوربیتال مولکولی هم می‌توان بیان کرد. به طور کلی، اسید می‌تواند یک جفت الکترون از بالاترین اوربیتال خالی در پایین اوربیتال خالی خود دریافت کند. این را گیلبرت ن. لوئیس تعریف کرد.

علیرغم اینکه این تعریف گسترده ترین تعریف است، تعریف لوری-برونستد بیشتری استفاده را دارد. با استفاده از این تعریف می‌توان میزان قدرت یک اسید هم مشخص نمود. از این مفهوم در شیمی آلی هم استفاده می‌شود (مثلاً در کربوکسیلیک اسید).

تعریف‌های اسید و باز با عباراتی دیگر: اسیدها موادی ترش مزه اند خاصیت خورندگی دارند شناساگرها را تغییر رنگ می دهند و بازها را خنثی می کنند. اسیدها موادیند که در ساختار خود هیدروژن یا هیدروژن هایی دارند که در واکنش با فلزها توسط یون های فلز جایگزین می شوند. اسیدها موادی هستند که ضمن حل شدن در آب یون +H آزاد می کنند. اسیدها موادی هستند که در واکنش های شیمیایی یون +H واگذار می کنند بازها موادی هستند که در واکنش های شیمیایی یون +H می پذیرند. اسیدها موادی هستند که در واکنش های شیمیایی پیوند داتیو می پذیرند.بازها موادی با مزهٔ گس-تلخ اند حالتی لزج دارند شناساگرها را تغییر رنگ می دهند و اسیدها را خنثی می کنند. بازها موادی هستند که ضمن حل شدن در آب یون -OH آزاد می کنند. بازها موادی هستند که در واکنش های شیمیایی پیوند داتیو می دهند.

به طور کلی، اسیدها دارای خواص فیزیکی و شیمیایی زیر هستند:

  • مزه: اسیدها معمولاً وقتی در آب حل می‌شوند مزه ترش به خود می‌گیرند.
  • تماس: اسیدها معمولاً احساس سوزش بر روی پوست ایجاد می‌کنند (بویژه اسیدهای قوی).
  • واکنش‌پذیری: اسیدها باعث از بین رفتن و یا خورده شدن فلزات می‌شوند.
  • رسانش: محلول الکترولیت اسیدها رسانای جریان برق هستند.

انواع شناساگر:

شناساگرها ، ترکیبات آلی با ساختار پیچیده هستند که به صورت اسید یا باز ضعیف عمل می‌کنند. واکنش‌های تفکیک و تجمع شناساگرها با نوآرایی ساختمانی درونی همراه است که سبب تغییر در رنگ می‌شود.

معمولا می‌توان برای هر گسترده‌ای از PH ، شناساگری مناسب یافت. تعدادی از شناساگرهای معمولی در جدول زیر آمده‌اند.

نام شناساگر

گستره PH برای تغییر رنگ

رنگ اسیدی

رنگ قلیایی

آبی تیمول

1.2--2.8

قرمز

زرد

آبی تیمول

8.0--9.6

زرد

آبی

زرد متیل

2.9--4.0

قرمز

زرد

نارنجی متیل

3.1--4.4

قرمز

زرد

سبز برموکرزول

3.8--5.4

زرد

آبی

قرمز متیل

4.2--6.3

قرمز

زرد

کاغذ تورنسل(لیتموس)

5.0--8.0

قرمز

آبی

آبی ترموتیمول

6.0--7.6

زرد

آبی

قرمز فنول

6.4--8.0

زرد

قرمز

فنل فتالین

8.0--9.6

بی رنگ

قرمز

زرد آلیزارین

10.1--12..0

بی رنگ

بنفش

دامنه PH برای تغییر رنگ

 

دامنه‌ای از PH که یک شناساگر معین در آن دامنه تغییر رنگ می‌دهد به ثبات یونش شناساگر بستگی دارد. كه دامنه بين 0-14مي باشد. برای شناساگرهایی که اسیدی ضعیف هستند هر اندازه ثابت یونش کوچکتر باشد، دامنه PH تغیر رنگ آن بالاتر است.