If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ha webszűrőt használsz, győződj meg róla, hogy a *.kastatic.org és a *.kasandbox.org nincsenek blokkolva.

Fő tartalom

Arrhenius savak és bázisok

Az Arrhenius savak és bázisok definíciója és az Arrhenius-féle sav-bázis reakciók. 

Főbb pontok

  • Az Arrhenius savak olyan anyagok, amelyek vizes oldatban megnövelik a H+-ionok koncentrációját.
  • Az Arrhenius bázisok olyan anyagok, amelyek vizes oldatban megnövelik a OH-ionok koncentrációját.
  • Vizes oldatban a H+-ionok azonnal reagálnak a vízmolekulákkal, ily módon oxóniumiont (H3O+) képezve.
  • A sav-bázis vagy közömbösítési reakciók során az Arrhenius savak és bázisok víz- és sóképződés közben reagálnak egymással.

Bevezetés

A konyhában megtalálható ecettől kezdve a fürdőszobában fellelhető szappanig, a savak és bázisok mindenütt jelen vannak. De mit jelent az, hogy valami savas vagy bázikus? Ahhoz, hogy megválaszolhassuk ezt a kérdést, meg kell vizsgálnunk néhány sav-bázis elméletet. Ebben a leckében az Arrhenius-féle elmélettel foglalkozunk.

Arrhenius savak

Az Arrhennius-féle sav-bázis elméletet 1884-ben Svante Arrhenius svéd kémikus vezette be. Azt javasolta, hogy egyes vegyületeket tekintsék savnak vagy bázisnak, attól függően, hogy a vízben való oldásukkor milyen ionok keletkeznek.
A citrusfélék – mint a grépfrút– jól ismert szerves savat, citromsavat tartalmaznak nagy mennyiségben. Kép forrása: Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.5
Arrhenius sav minden olyan vegyület, amely vizes oldatban megnöveli a H+-ionok – vagy protonok – koncentrációját. Vegyük például a hidrogén-klorid (HCl) disszociációját vízben:
HCl(aq)H+(aq)+Cl(aq)
Amikor hidrogén-kloridból (HCl) vizes oldatot készítünk, H+- és Cl-ionokra disszociál. Mivel ennek eredményeként megnő az oldatban a H+-ionok koncentrációja, a hidrogén-klorid Arrhenius sav.

Hidrogén- vagy oxóniumionok?

Tételezzük fel, hogy hidrogén-bromidból (HBr), amely Arrhenius sav, 2M koncentrációjú vizes oldatot készítettünk. Ez azt jelenti-e, hogy az oldatban a H+-ionok koncentrációja 2M?
Nem. A pozitív töltésű hidrogénionok a környező vízmolekulákkal reagálva oxóniumiont (H3O+) képeznek. Ez a reakció a következőképpen írható fel:
H+(aq)+H2O(f)H3O+(aq)
Bár gyakran úgy írjuk fel a savak disszociációját, hogy H+(aq)-ionok keletkeznek, nincsenek szabadon úszkáló H+-ionok a vizes oldatokban. Ehelyett elsősorban H3O+-ionok vannak, amelyek egyből létrejönnek, amikor a sav a vízben disszociál. A következő képen molekulamodell segítségével szemléltetjük az oxóniumion vízből és hidrogénionból történő képződését:
Amikor egy sav H+-ionok, azaz protonok képződése közben disszociál, a H+-ionok azonnal reagálnak a vízmolekulákkal, ily módon H3O+-iont képezve. Ezért a kémikusok a hidrogénion- és oxóniumion-koncentrációt egymással egyenértékűnek tekintik. Kép forrása: UC Davis Chemwiki, CC BY-NC-SA 3.0 US
A gyakorlatban a legtöbb kémikus egymás szinonimájaként használja a H+- és a H3O+-koncentrációt. Ha precízebbek szeretnénk lenni – és kevésbé lusták –, akkor felírhatjuk a hidrogén-bromid disszociációját úgy, hogy egyértelműen látsszon, oxóniumion keletkezik, nem pedig hidrogénion:
HBr(aq)+H2O(f)H3O+(aq)+Br(aq)        Precízebb felírásezzel szembenHBr(aq)H+(aq)+Br(aq)    Rövidebb és könnyebb így írni!
Általában mindkét felírásmód elfogadott az Arrhenius savak disszociációjának megadására.

Arrhenius bázisok

Arrhenius bázis minden olyan vegyület, amely vizes oldatban megnöveli a hidroxidionok (OH) koncentrációját. Arrhenius bázis például a jól oldódó nátrium-hidroxid (NaOH). A nátrium-hidroxid vízben oldva a következőképpen disszociál:
NaOH(aq)Na+(aq)+OH(aq)
Vízben a nátrium-hidroxid teljes mértékben OH- és Na+-ionokra disszociál, aminek eredményeként megnő a hidroxidionok koncentrációja. Ezért a NaOH Arrhenius bázis. Közismert Arrhenius bázisok az 1. és 2. főcsoportbeli elemek hidroxidjai, például a LiOH és a Ba(OH)2.
A nátrium-hidroxid vizes oldata Arrhenius bázis, disszociált formában nátrium- és hidroxidionokat tartalmaz.
Ne feledd, hogy attól függően, hányadik osztályba jársz – vagy milyen tankönyved, tanárod van – a hidroxidiont nem tartalmazó bázisokat vagy Arrhenius bázisnak tekintik, vagy nem. Vannak olyan tankönyvek, melyek szigorúbban definiálják az Arrhenius bázisokat: olyan anyagok, amelyek vizes oldatban megnövelik a OH-ionok koncentrációját, és képletükben legalább egy OH-egység található. Noha ez nem befolyásolja az 1. és 2. főcsoportbeli elemek hidroxidjainak besorolását, olyan vegyületek esetén viszont nem egyértelmű, mint például a metil-amin (CH3NH2).
A metil-amin vízben való oldásakor a következő reakció játszódik le:
CH3NH2(aq)+H2O(f)CH3NH3+(aq)+OH(aq)
Az első definíció alapján a metil-amin Arrhenius bázis lenne, mert a OH-ionok koncentrációja növekszik az oldatban. A második definíció szerint azonban nem tartozna az Arrhenius bázisok közé, mivel a képletében nem található hidroxid.

Sav-bázis reakciók: Arrhenius sav + Arrhenius bázis = víz + só

Ha Arrhenius sav Arrhenius bázissal reagál, általában víz és só keletkezik. Ezeket a reakciókat néha közömbösítési reakcióknak is nevezik. Mi történik például, ha hidrogén-fluorid (HF) és lítium-hidroxid (LiOH) vizes oldatát összeöntjük?
Ha a sav és a bázis oldatát külön-külön vesszük figyelembe, akkor a következőket tudjuk:
  • Az Arrhenius savak növelik a H+(aq)-ionok koncentrációját.
HF(aq)H+(aq)+F(aq)
  • Az Arrhenius bázisok növelik a OH(aq)-ionok koncentrációját:
LiOH(aq)Li+(aq)+OH(aq)
Ha a sav és a bázis reagál reagál egymással az oldatban, akkor a hidrogén- és a hidroxidionok közötti reakcióban H2O képződik, míg a többi ion a LiF(aq) sót hozza létre:
H+(aq)+OH(aq)H2O(f)vízképződésLi+(aq)+F(aq)LiF(aq)sóképződés
Ha a vízképződés és a sóképződés reakcióegyenletét összeadjuk, akkor megkapjuk a hidrogén-fluorid és a lítium-hidroxid közötti teljes közömbösítési egyenletet:
HF(aq)+LiOH(aq)H2O(f)+LiF(aq)

Az Arrhenius-féle elmélet korlátjai

Az Arrhenius-féle elméletet behatárolja, hogy a sav-bázis folyamatokat csak vizes oldatban tudja leírni. Hasonló reakciók játszódhatnak le azonban nemvizes oldószerekben, valamint gázfázisban levő molekulák között is. Ennek eredményeként napjaink kémikusai általában jobban kedvelik a Brönsted-Lowry-féle elméletet, amely a kémiai reakciók szélesebb tartományában használható. A Brönsted-Lowry-féle sav-bázis elméletet külön tananyagban fogjuk tárgyalni.

Összefoglalás

  • Az Arrhenius savak olyan anyagok, amelyek vizes oldatban megnövelik a H+-ionok koncentrációját.
  • Az Arrhenius bázisok olyan anyagok, amelyek vizes oldatban megnövelik a OH-ionok koncentrációját.
  • Vizes oldatban a H+-ionok azonnal reagálnak a vízmolekulákkal, ily módon oxóniumiont (H3O+) képezve.
  • A sav-bázis vagy közömbösítési reakciók során az Arrhenius savak és bázisok általában víz- és sóképződés közben reagálnak egymással.

Szeretnél részt venni a beszélgetésben?

Még nincs hozzászólás.
Tudsz angolul? Kattints ide, ha meg szeretnéd nézni, milyen beszélgetések folynak a Khan Academy angol nyelvű oldalán.