Uvod
Već prije više od tisuću godina arapski su znanstvenici proučavali kiseline i baze, a pojmove kiselina i baza uveo je engleski istraživač Robert Boyle tek u 17. stoljeću.
O kiselinama i bazama kroz povijest
Robert Boyle je još 1675. godine uočio da kiseline mijenjaju plavu boju nekih biljnih tvari u crvenu, da otapaju mramor i iz nekih spojeva sumpora izlučuju sumpor. Jedan je od prvih znanstvenika koji je pokušao objasniti i korozivno djelovanje kiselina.
Francuski znanstvenik Antoine Laurent Lavoisier u 18. je stoljeću (1777.) izveo velik broj pokusa s gorenjem te zaključio da pri gorenju nemetala, kao što su sumpor i fosfor, nastaju kiseli plinovi. Budući da je za gorenje potreban kisik, pretpostavio je da je upravo on sastojak svih kiselina. Lavoisier je dao i ime kisiku – oxygen, prema grčkim riječima oxy i gen, što znači "onaj koji radi kiseline".
Engleski je kemičar Humphry Davy početkom 19. stoljeća (1810.) dokazao da Lavoisierova teorija nije točna i da sve kiseline ne moraju sadržavati kisik. H. Davy poznat je i po tome što je elektrolizom talina soli otkrio elemente kalij, natrij, kalcij, barij, magnezij i stroncij .
Sredinom 19. stoljeća francuski kemičar August Laurent zaključio je da kiseline sadrže vodik, jer se u reakciji većine metala s kiselinama oslobađa plinoviti vodik.
Hrvatski naziv za kiseline uveo je Bogoslav Šulek, najpoznatiji hrvatski jezikoslovac i prirodoslovac. Naime, Šulek je dao naziv kisiku od latinske riječi oxygenium (oxy-kiseo; genio - tvorim), a to bi u hrvatskom prijevodu bio kislotvor ili tvoritelj kiselina. Iako se tvrdnja da se u sastavu kiselina nalazi kisik, pokazala netočnom, naziv kiselina održao se do danas.
Svante Arrhenius, švedski je kemičar, dobitnik Nobelove nagrade za kemiju 1903. godine. Istraživao je vodene otopine kiselina, baza i soli. Njegova teorija kiselina i baza koju je postavio 1884. godine koristi se i danas. Definirao je kiseline kao tvari koje u vodenoj otopini povećavaju koncentraciju vodikovih iona, H+(aq), a baze kao tvari koje u vodenoj otopini povećavaju koncentraciju hidroksidnih iona, OH–(aq).
Johannes Nicolaus Brønsted, danski kemičar i Thomas Martin Lowry, engleski kemičar, neovisno jedan od drugoga definirali su 1923. godine kiseline i baze. Prema Brønsted-Lowryevoj teoriji kiseline su tvari koje daju protone , proton donori, a baze tvari koje primaju protone, proton akceptori.
Gilbert Lewis, američki znanstvenik, jedan od najutjecajnijih kemičara 20. stoljeća. Definirao je baze kao elektron donore, jer daju elektonski par za nastajanje kovalentne veze, a kiseline kao elektron akceptore jer primaju elektronski par.
Današnje teorije o kiselinama i bazama
Prvi opisi kiselina i baza temeljeni su na pokusima s vodenim otopinama. Tako se kiseline opisivalo kao tvari koje imaju kiseli okus, boje lakmus u crveno, neutraliziraju baze i slično. Vodene otopine baza opisivalo se kao tvari koje imaju opor okus, mijenjaju boju lakmusa u modro, neutraliziraju kiseline i slično. Znanstvenici su istraživali u kakvoj su vezi kisela i bazna svojstva tvari kao i strukturu spojeva koji imaju ta svojstva.
Na temelju skraćenog prikaza razvitka teorije o kiselinama i bazama nastale su danas prihvaćene definicije koje se najčešće koriste u proučavanju svojstava kiselina i baza.
Prema Arrheniusovoj teoriji kiseline su tvari koje u vodenoj otopini povećavaju koncentraciju vodikovih iona, H+, a baze su tvari koje u vodenoj otopini povećavaju koncentraciju hidroksidnih iona, OH–.
Uvođenjem plinovitog klorovodika u vodu ionizacijom nastaju vodikovi i kloridni ioni u otopini koja se naziva klorovodična kiselina.
Na temelju skraćenog prikaza razvitka teorije o kiselinama i bazama
nastale su danas prihvaćene definicije koje se najčešće koriste u proučavanju svojstava kiselina i baza.
Prema Arrheniusovoj teoriji, kiseline su tvari koje u vodenoj otopini povećavaju koncentraciju vodikovih iona, H+.
Baze su tvari koje u vodenoj otopini povećavaju koncentraciju hidroksidnih iona, OH–.
Uvođenjem plinovitog klorovodika u vodu ionizacijom nastaju
vodikovi i kloridni ioni u otopini koja se naziva klorovodična kiselina.
[latex]HCl(g)\stackrel{H_2O}{\longrightarrow }H^+(aq)+Cl^-(aq)[/latex]
Otapanjem čvrstoga natrijeva hidroksida u vodi dolazi do njegova raspada na ione.
[latex]NaOH(s)\stackrel{H_2O}{\longrightarrow }Na^+(aq)+OH^-(aq)[/latex]
Reakcija natrijeva hidroksida s vodom naziva se reakcijom disocijacije, natrijev se hidroksid raspada na ione koji ga izgrađuju.
Prema Brønsted-Lowryevoj teoriji su proton donori, molekule ili ionske jedinke koje daju protone, a proton akceptori, molekule ili ionske jedinke koje primaju protone.
Reakcija natrijeva hidroksida s vodom naziva se reakcijom disocijacije.
Natrijev hidroksid se raspada na ione koji ga izgrađuju.
Prema Broensted-Lowryevoj teoriji kiseline su proton donori, molekule ili ionske jedinke koje daju protone.
Baze proton akceptori, molekule ili ionske jedinke koje primaju protone.
Reakcije u kojima dolazi do prijenosa protona su protolitičke reakcije ili reakcije protolize. U protolitičkim reakcijama nastaju , iz kiseline nastaje konjugirana baza, a iz baze konjugirana kiselina.
Reakcije u kojima dolazi do prijenosa protona su protolitičke reakcije ili reakcije protolize.
U protolitičkim reakcijama nastaju konjugirani parovi.
Iz kiseline nastaje konjugirana baza, a iz baze konjugirana kiselina.