Lịch sử phát triển thuyết axit – bazơ

Đến giữa thế kỉ XVIII, người ta đã cốgắng hệ thống hoá khái niệm axit – bazơ và dựa vào thành phần phân tử để địnhnghĩa axit - bazơ. Lịch sử phát triển của thuyết axit – bazơ đã trải qua những thuyếtnào, góp phần vào sự phát triển của hóa học ra sao. Trong bài viết này chúng ta sẽ tìmhiểu về “Lịch sử phát triển thuyết axit – bazơ”
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lịch sử phát triển thuyết axit – bazơPhương pháp dạy học hóa học — 05.03.2011 23:04Lịch sử phát triển thuyết axit – bazơPosted by admin Đến giữa thế kỉ XVIII, người ta đã cốgắng hệ thống hoá khái niệm axit – bazơ và dựa vào thành phần phân tử để địnhnghĩa axit - bazơ. Lịch sử phát triển của thuyết axit – bazơ đã trải qua những thuyếtnào, góp phần vào sự phát triển của hóa học ra sao. Trong bài viết này chúng ta sẽ tìmhiểu về “Lịch sử phát triển thuyết axit – bazơ”- Thuyết oxi về axit của Lavoadiê (A. Lavoisier 1743 - 1794).Thuyết đầu tiên có ítnhiều cơ sở khoa học là thuyết oxi về axit của nhà hoá học Pháp Lavoadiê trong cáccông trình về sự cháy vào cuối thế kỉ XVIII.Trước một số lớn các chất tạo thành do sựcháy trong oxi và chúng có tính axit trong dung dịch, Lavoadiê cho rằng oxi là nguyên tốmang tính chất axit. Theo ông thì :Axit = oxi + gốc axit.Dần dần, người ta thấy nhiềudữ kiện thực nghiệm không phù hợp với lí thuyết của ông. Tại sao hiđro cháy trongoxi không tạo ra axit mà lại tạo ra nước ? Tại sao khi đốt kim loại trong oxi lại tạo rabazơ ?-Thuyết hiđro về axitTuy nhiên, tất cả các axit đã biết thời đó đều chứa nguyên tốhiđro và người ta lại trở về với ý nghĩ cho rằng có một nguyên tố đặc biệt mang tínhaxit và nguyên tố đó là hiđro.Dựa trên những dữ kiện của hoá học hữu cơ, nhà hoá họcĐức Libic (Von Liebig) (1803 – 1900) cho rằng : không phải bất kì nguyên tử hiđro nàotrong phân tử cũng đều mang tính axit mà chỉ những nguyên tử hiđro có thể thay thếbằng kim loại mới mang tính axit.– Thuyết axit - bazơ của Arêniuyts (còn gọi là thuyết axit - bazơ cổ điển)(S.Arrhénius 1859 – 1927), nhà vật lí học Thuỵ Điển, giải thưởng Nobel 1903).Nhờthuyết Arêniuyts, nhiều tính chất axit – bazơ trở nên đơn giản, rõ ràng và lần đầu tiênđã tìm được những quan hệ định lượng như xác định được lực axit – bazơ vừa nêutrên, biết được vì sao nhiệt trung hoà axit mạnh bằng bazơ mạnh gần như một hằngsố (vì phản ứng trung hoà thực chất là phản ứng kết hợp của ion H+ và OH-).Các vấnđề khác như sự thuỷ phân của muối, dung dịch đệm, sự điện li của nước, lí thuyết vềpH của các dung dịch v.v… cũng được giải quyết một cách thoả đáng.- Thuyết axit-bazơ của Bronsted và Lowry:Người đầu tiên đưa ra các định nghĩa vềaxit và bazơ gần gũi với quan điểm hiện đại là Svate Arrhénius (1859 – 1927). Dựatrên các khảo sát thực nghiệm về chất điện li, ông cho rằng:- Axit là chất có khả năngphân li cho H+ khi hòa tan vào nước.- Bazơ là chất có khả năng phân li cho OH- khihòa tan vào nước.Vào thời ñiểm đó, đây là một bước tiến quan trọng trong việc địnhlượng axit – bazơ. Nhưng thuyết này bị giới hạn ở chỗ chỉ giải thích được tính axit-bazơ của các hidro axit và các hidroxit; không nói lên được vai trò của dung môi.Mộtđịnh nghĩa tổng quát hơn được đề nghị bởi nhà hóa học Ðan Mạch: JonhannesK.Bronsted và nhà hóa học người Anh: Thomas Lowry. Theo thuyết này: - Axit là chấtcó khả năng cho proton H+- Bazơ là chất có khả năng nhận proton H+Thuyết axit –bazơ của Bronsted và Lowry đã bao hàm thuyết axit-bazơ của Arrhenius, và mở rộng racho các dung môi khác nước cũng như cho các phản ứng xảy ra ở trạng thái khí.Ví dụ 1: NH3 + HCl → NH4ClTrong phản ứng này NH3 là chất nhận H+, HCl là chấtcho H+ và do đó NH3là bazơ, HCl là axit.axít + bazơ ↔ bazơ liên hợp + axít liênhợp.Bazơ liên hợp là phân tử hoặc ion còn lại sau khi axit đã nhường đi một proton, vàaxit liên hợp là chất được tạo khi bazơ đã nhận proton. Phản ứng có thể xảy ra theochiều thuận hoặc nghịch; trong từng trường hợp axit nhường một proton chobazơ.Nước là một chất lưỡng tính có thể phản ứng như một axit hoặc bazơ. Trongphản ứng giữa axit axetic, CH3CO2H, và nước, H2O, nước phản ứng như là mộtbazơ.CH3CO2H + H2O ↔ CH3CO2- + H3O+Ion axetat , CH3CO2-, là bazơ liên hợp củaaxit axetic và ion H3O+ là axit liên hợp của bazơ và nước.Nước cũng có thể phản ứngnhư một axít, ví dụ như khi phản ứng với amoniac. Phương trình cho phản ứng nàylà:H2O + NH3 ↔ OH- + NH4+Trong đó H2O nhường một proton cho NH3. Ion hiđrôxit làbazơ liên hợp của nước có tính chất như một axítMột axit mạnh, như axit clohiđric,phân ly hoàn toàn. Một axit, như axit axetic, có thể chỉ phân ly một phần; hằng số phânly axit, pKa, là giá trị để đo độ mạnh của axit.Một số lượng lớn các hợp chất có thểphân loại theo thuyết Brønsted–Lowry : các axit vô cơ và các dẫn xuất như cácsulfonat, phosphonat, v.v., các axit cacboxylic, amin, axit carbon, 1,3-diketone nhưacetylacetone, ethyl acetoacetate hoặc axit Meldrum và rất nhiều các chất khác nữa.- Thuyết axit-bazơ của Lewis:Một thuyết tổng quát hơn nữa về axit – bazơ đượcG.N.Lewis đưa ra. Theo thuyết Lewis:- Axit là chất có khả năng nhận thêm một haynhiều cặp electron của chất khác để hình thành liên kết cộng hóa trị mới.- Bazơ làchất có khả năng nhường một hay nhiều cặp electron chưa liên kết cho chất khác đểtạo thành liên kết cộng hóa trị mới. ...