Conceptul de aciditate

 Conceptul de aciditate - noi perspective

 Context și explicația actuală

Chiar dacă unele substanțe cu caracter acid sau alcalin sunt cunoscute din cele mai vechi timpuri, primele teorii cu privire la aceste fenomene sunt propuse mult mai târziu, după secolul al XVII.
Boyle a fost primul care a propus această clasificare a substanțelor în acizi și baze având ca fundal proprietățile lor :
• acizii prezenți gust acru, sunt corozive pentru metale și caracterul acid se atenuează când sunt amestecați cu baze.
• bazele se simt lunecoase la pipăit și devin mai puțin bazice când sunt amestecate cu acizi.

Lavoisier de asemenea a încearcat să explice comportamentul și compoziția chimică a acizilor; după el acizii sunt substanțe care conțin oxigen. Ideea sa dovedit a fi greșită și acest lucru a fost demonstrat prin experimente ale lui Davy, care a presupus că hidrogenul a este compoenta esențială a unui acid. Liebig  de asemenea a susținut că un acid este o substanță care conține hidrogen și acesta poate fi înlocuit cu un metal.
Arrhenius a propus prima teorie științifică a acizilor și bazelor pe baza caracterului lor electrolitic. În baza acestei teorii, depinzând de structura lor chimică, anumite substanțe ionizează în soluție.
Un acid este orice substanță care furnizează hidrogen ioni ( H⁺ ) la soluție, în conformitate cu echilibrul:

O bază este orice substanță care livrează ioni de hidroxid ( OH ¯ )  în soluție, în conformitate cu:

Neutralizare se întâmplă pentru că ionii de hidrogen si ionii de hidroxid reacționează pentru a produce apa:

 Teoria limitează caracterul acid-bază numai la substanțele care conțin hidrogen respectiv hidroxil și nu ia în considerare importanța și influența solventului utilizat. 
Bronsted și Lowry au publicat, în 1923, o nouă teorie despre comportamentul acizilor și bazelor; în acest caz un acid este un donor de protoni ( ioni de hidrogen ), comparativ cu o bază care este un proton ( ioni de hidrogen ) acceptor.
Teoria este folosită chiar și în zilele noastre, cu modificări mici ( un proton necesită o anumită energie pentru a fi eliberat în soluție), deoarece acest model este considerat că descrie bine comportamentul acizilor și bazelor în solvenți protici. Teoria nu explică comportamentul acid si bazic pentru solvenți aprotici.

Lewis depășește această problemă și în teoria propune că acidul este un acceptor de electroni, prin comparație cu o bază care este donor de electroni. Într-o abordare modernă, ​​"acizii Lewis" sunt substanțe cu deficit de electroni și "bazele Lewis" sunt substanțe bogate în electroni.

De ce sunt teoriile actuale greșite ?

1 . Tăria acizilor 

Dacă tăria hidracizilor este analizată, se observă o creșterea  a aciditătii de la HF la HI conform următoarei serii :

    HF , HCl , HBr , HI
      Creșterea acidității
Dacă luăm  în considerare electronegativitatea elementelor, atunci când apa este folosită ca solvent, interpretarea actuală apare  mai mult decât contradictorie.
După cum se observă în tab1, polaritatea legăturii OH este intermediar între HF și HCl .

2.20        3.98 

2.20          3.16 

2.20          2.96 

2.20          2.66 

2.20           3.44 

Bond polarity

-1.78

-0.96

-0.76

-0.46

-1.22

 Teoria disocierii  electrolitice a lui  Arrhenius presupune că apa poate dizolva mulți compuși, conducând la generarea de ioni în soluție.

Dacă conceptul de polaritate a solventului este cauza apariției ionilor în soluție, conform datelor mai sus prezentate, comportamentul hidracizilor ar trebui să fie după cum urmează:
• Apa disociază într-un mod mai substanțial HI, mai puțin HBr și doar un pic din HCl;
• Când HF este adăugat la apă, datorită polarității puternice a Fluorului, apa ar trebui să fie disociată în ioni conform următoarea reacție :

Explicația este foarte simplă: fluorul este elementul cel mai electronegativ și, desigur, fluorul câștigă un proton de la molecula de apă. Este absurd în explicație reală ca oxigenul ia un proton de la HF. 

• În texte științifice actuale influența acidului asupra solventului nu este luată în considerare. Acesta este un lucru absurd. De exemplu, în caz unei soluții de concentrație  50% HCI, ar trebui să existe un număr aproape egal de ioni de clor și ioni hidroxil în soluție. Acest lucru se datorează faptului că oxigenul si clorul prezentă electronegativitate apropiată și, prin urmare, nu numai apa converteşte  HCI în ioni, ci și HCI transformă apa în ioni.

Dacă se analizează reacțiile de ionizare pentru un compus covalent oarecare alte inadvertențe apar în cadrul științei actuale.
Este acceptat faptul că unii compuși covalenţi sunt ionizaţi, după o reacție reversibilă cum ar fi :

HCl + H2O = H3O+ + Cl -

Este necesar să se analizeze ce energie este necesară pentru obținerea acestor ioni și care sunt consecințele acestor generații de ioni și neutralizarea lor ulterioară. În carte, aceste aspecte energetice vor fi detaliate; aici analizăm numai transferul de electron de la anionul clorură la proton, în cazul reacției inverse:

În acest proces, protonul in soluție este ionizat și in cursul reactiei de neutralizare el capturează un electron de la clor; dacă faptele experimentale sunt așa, atunci când protonul capturează un electron ar trebui să apară un spectru de emisie ca în fig. 1. 

Figure 1 Spectrul de emisie al unui cation când se neutralizează

Practic la simpla adăugare a unui acid comun în apă, spectre de emisie ale hidrogenului ar trebui să fie detectate optic; în acest caz, ar trebuie să apară linii UV, VIS și infraroșu pentru un detector plasat lângă eșantion.

Desigur, efectul ar trebui să fie vizibil cu ochiul liber, în cazul în care folosim o soluție concentrată de acizi.
Există astfel de dovezi înregistrate în timpul proceselor de preparare a soluțiilor ?
Absența unui astfel de efect denotă absența formării  de încărcare în timpul ionizarii.