酸碱理论

酸碱反应是酸和碱之间发生的化学反应。 它可用于通过滴定确定 pH 值。 几个理论框架提供了反应机制的替代概念及其在解决相关问题中的应用； 这些被称为酸碱理论，例如，Brønsted-Lowry 酸碱理论。

在分析气态或液态物质的酸碱反应时，或者当酸或碱的特征可能不太明显时，它们的重要性变得显而易见。 这些概念中的xxx个是由法国化学家安托万·拉瓦锡 (Antoine Lavoisier) 在 1776 年左右提出的。

重要的是将酸碱反应模型视为相互补充的理论。 例如，当前的 Lewis 模型对酸和碱的定义最广泛，其中 Brønsted-Lowry 理论是酸和碱的子集，而 Arrhenius 理论是最严格的。

酸碱反应的概念于 1754 年由 Guillaume-François Rouelle 首次提出，他将碱这个词引入化学，表示一种物质与酸反应生成固体形式（如盐）。 碱在本质上大多是苦的。

酸碱的xxx个科学概念是由拉瓦锡在1776年左右提出的。由于拉瓦锡对强酸的认识主要限于含氧酸，如HNO3（硝酸）和 H2SO4 (sulfuric acid)，它往往包含被氧包围的高氧化态的中心原子，因为他不知道氢卤酸的真正组成 酸（HF、HCl、HBr 和 HI），他根据含氧来定义酸，实际上他是根据希腊语单词命名的，意思是酸形成剂（来自希腊语 ὀξύς (oxys)，意思是酸或尖锐的，γεινομαι (geinomai) ) 意思是产生)。 拉瓦锡的定义保持了 30 多年，直到 1810 年汉弗莱戴维爵士的文章和随后的演讲证明了 H2S、H2Te 和氢卤酸。 然而，戴维未能发展出新的理论，并得出结论认为酸度并不取决于任何特定的基本物质，而是取决于各种物质的特殊排列。 Jöns Jacob Berzelius 对氧理论进行了一项值得注意的修改，他指出酸是非金属的氧化物，而碱是金属的氧化物。

1838年，Justus von Liebig提出酸是一种含氢化合物，其氢可以被金属取代。 这一重新定义基于他对有机酸化学成分的广泛研究，完成了由戴维发起的从含氧酸到氢基酸的理论转变。 李比希的定义虽然完全是经验主义的，但一直沿用了将近 50 年，直到采用阿伦尼乌斯定义。

酸和碱的xxx个现代分子定义是由 Svante Arrhenius 设计的。 酸的氢理论，源于他 1884 年与弗里德里希·威廉·奥斯特瓦尔德 (Friedrich Wilhelm Ostwald) 合作确定水溶液中离子的存在，并导致阿伦尼乌斯 (Arrhenius) 于 1903 年获得诺贝尔化学奖。

正如 Arrhenius 所定义的：

• 阿伦尼乌斯酸是一种在水中离解形成氢离子 (H+) 的物质； 也就是说，酸会增加水溶液中 H+ 离子的浓度。

这会导致水质子化，或产生水合氢 (H3O+) 离子。 因此，在现代，符号 H+ 被解释为 H3O+ 的简写，因为现在已知裸质子在水溶液中不作为游离物种存在。 这是通过 pH 指示剂测量溶液酸度或碱度的物质。

• 阿伦尼乌斯碱是一种在水中离解形成氢氧根 (OH-) 离子的物质； 也就是说，碱会增加水溶液中 OH- 离子的浓度。

Arrhenius 对酸度和碱度的定义仅限于水溶液，对大多数非水溶液无效，指的是溶剂离子的浓度。 根据这个定义，溶解在甲苯中的纯 H2SO4 和 HCl 不是酸性的，熔融的 NaOH 和氨化钙在液氨中的溶液不是碱性的。 这导致了 Brønsted-Lowry 理论和随后的 Lewis 理论的发展，以解释这些非水性异常。

酸与碱的反应称为中和反应。