Àcids i bases

Avui 22 de febrer de 2011 fa 132 anys que va nèixer el químic i físic danés Johannes Nicolaus Bronsted. Una de les seves aportacions més importants a la ciència va ser la seva teoria d'àcids i bases, coneguda com a "Teoria àcid-base de Bronsted-Lowry".

Les primeres deifinicions d'àcid i base amb caràcter científic les va formular Rober Boyle (1627-1691), i constaven de una sèrie de criteris empírics. Un àcid era aquella substància que en una solució aquosa feia enrogir el tornassol, reaccionava amb alguns metalls desprenent hidrogen (ex. Fe, Zn), reaccionava amb carbonats desprenent diòxid de carboni (ex. Marbre), tenia un gust picant i neutralitzava a les bases.

D'altre banda, les bases es caracteritzaven per tornar blau el tornassol, tenir un tacte sabonós i neutralitzar els àcids.

La primera teoria científica la va formular Svante August Arrhenius (1859-1927), en aplicar la seva teoira de la ionització en les dissolucions àcides i bàsiques. Segons Arrhenius:

- Un àcid és aquella substància que, al dissoldre's amb aigua es dissocia donant protons:

                                     HCl(g) -> HCl(aq) -> Cl- + H+

Per el qual les propietats de les solucions àcides són degudes al ió H+.

- Una base és aquella substància que, al dissoldre's en aigua, es dissocia donant ions hidròxid, els quals donen les propietats a les solucions bàsiques:

                                     NaOH(s) -> NaOH(aq) -> Na+  +  OH- 

Bronsted (1879-1947) i T.M. Lowry (1874-1936), els dos de forma independent l'un de l'altre,  van donar una definició d'àcid i base més general que la d'Arrhenius. Segons la teoria de Brondsted i Lowry:

- Un àcid és qualsevol espècie química que pot cedir o donar un o més protons:

                                     HCl(aq) + H2O(l) -> Cl-(aq) + H3O+(aq)

- Una base és qualsevol espècie química que pot acceptar un protó d'una altra espècie (àcid):

                                     NH3(aq)+H2O(l) -> NH4+(aq)  +  OH-(aq)

Pràcticament al mateix temps va sorgir una altre definició d'àcid-base, formulada per Gilbert Newton Lewis (1875-1946). Segons la teoria d'àcids i bases de Lewis:

- Un àcid és qualsevol espècie química que, en combinar-se amb una altre, accepta un parell d'electrons (ex.CO2):

                                     CO2 + O2 2-  -> CO3 2-          

- Una base és qualsevol espècie química que, en combinar-se amb una altre, cedeix un parell d'electrons (ex.NH3):

                                     NH3(aq)+ H+(aq) -> NH4+(aq) 

Les diferents definicions d'àcid i base no són excloïents les unes de les altres, per això, quan es parla d'àcids i bases, cal dir quina teoria s'està referint: Àcid o base de Bronsted, àcid o base d'Arrhenius, àcid o base de Lewis.