تم النشر اليوم 2024/06/15 | نظرية برونستد-لوري

تعريفات الحموض والقواعد

عُرّفت الحموض وفقاً لنظرية أرهينيوس على أنها مواد كيميائية تتفكك في المحاليل المائية فتزيد من تركيز أيونات الهيدروجين (H+) فيها. أمّا القواعد فعُرّفت على أنها مواد كيميائية تتفكك في المحاليل المائية فتزيد من تركيز أيونات الهيدروكسيد (OH−) فيها. اقترح عالما الكيمياء الفيزيائية يوهانس نيكولاوس برونستد في الدنمارك وتوماس مارتن لوري في إنجلترا عام 1923 مُستقليّن نظريةً حملت اسمهما. قدّمت هذه النظرية تعريفاً جديداً للحموض والقواعد بناءً على طريقة تفاعلهما مع بعضهما البعض لتكون بذلك أعمّ وأشمل من النظريات التي سبقتها. ويُمكن التعبير عن هذا التعريف من خلال المعادلة الكيميائية التالية: حمض + قاعدة قاعدة مُرافقة + حمض مُرافق.
وإذا أعطينا الحمض الرمز HA والقاعدة الرمز B فإنه يُمكن كتابة المُعادلة بالرموز على النحو التالي:
H
A
+
B

⇌

A
⋯
H
⋯
B
⇌

H B +
+ A − {displaystyle mathrm {HA+B rightleftharpoons Acdots Hcdots Brightleftharpoons HB^{+}+A^{-}} }
استُخدمت علامة الاتزان (السهمين المُتعاكسين) في المُعادلة لأنّ التفاعل يُمكن أن يحدث بالاتجاهين الأمامي والعكسي، أي أنّ المواد المُتفاعلة قد تؤول إلى النواتج أو قد تؤول النواتج إلى المواد المُتفاعلة. يُمكن للحمض HA أن يفقد بروتوناً ليُكوّن قاعدةً مُرافقةً له A-. ويُمكن للقاعدة B أن تستقبل بروتوناً لتكوّن حمضاً مُرافقاً لها HB+. مُعظم تفاعلات الحموض مع القواعد تكون سريعةً وبالتالي تكون المواد الداخلة في التفاعل عادةً في حالة اتزان ديناميكي مع بعضها البعض.

المواد الأمفوتيرية

الطبيعة الأمفوتيرية للماء.
.
لا يدخل في نطاق تعريف برونستد – لوري للحموض والقواعد. ومع ذلك فإنّ أكسيد المغنسيوم (MgO) قاعديّ بينما ثنائي أكسيد السيليكون (SiO2) حمضيّ طبقاً لبرونستد – لوري، إذ يتبين ذلك عند خلطهما في الماء. مع العلم أنّ نظرية لوكس – فلود تُعرف الحموض على أنها مواد مُستقبلة لأيون الأكسيد (O−2) في حين أنّ القواعد هي مواد مانحة لأيون الأكسيد. ويعد هذا التصنيف ذا أهمية في مجال الجيوكيمياء.

شرح مبسط

نظرية برونستد-لوري (Brønsted–Lowry acid–base theory) هي نظرية في تفاعلات الحموض مع القواعد اقترحها كُلٌ من العالمين الدنماركيّ يوهانس نيكولاوس برونستد والإنجليزيّ توماس مارتن لوري على حدة عام 1923. المفهوم الأساسيّ لهذه النظرية هو أنّه عند تفاعل حمض مع قاعدة فإن الحمض يكوّن قاعدةً مُرافقةً بينما تكوّن القاعدة حمضاً مُرافقاً من خلال تبادل بروتون (أيونات الهيدروجين الموجبة أو H+). وبذلك تُمثل هذه النظرية تعميماً لنظرية أرهينيوس.