Szocialista Nevelés, 1983. szeptember-1984. június (29. évfolyam, 1-10. szám)
1984-02-01 / 6. szám - Simon László: A sav-bázis folyamatok és tanításuk
A sav-bázis folyamatok és tanításuk Dr. SIMON LÁSZLÓ docens, kandidátus Pedagógiai Fakultás Kémiai Tanszék Nitra (Nyitra) E cikkben először kémiatanáraink elméleti továbbképzését szolgáló néhány, történeti szempontból fontos sav-bázis elméletet ismertetünk, majd a sav-bázis folyamatokkal kapcsolatos hasznos tanítási tudnivalókra hívjuk fel a figyelmet. I. Az Arrhenius-Ostwald-féle elmélet A klasszikus Arrhenius-Ostwald-féle (1887, ill. 1894) sav-bázis elmélet értelmében a savak vizes oldatában H+-ionok, a bázisok oldatában pedig OH~-ionok vannak jelen. Elméleti tanulmányainkból már régóta ismerjük, hogy vizes oldatban szabad hidrogénion nincs jelen, mert az rendkívül mozgékony, a vízmolekulában levő oxigénatom szabad elektronpárjával koordinatív kötést létesít és ún. hidroxóniumiont képez: H+ + H20 H30+ Ezen sav-bázis elmélet hátrányaként hozható fel, hogy a sav és bázis fogalmát disszociációs folyamatokra szűkíti le, amikor a H-sav és OH~-bázis reakciójának eredményeképpen újból vízmolekula, s ebben oldott vagy szilárd só keletkezik. Az igen kicsi ionátmérőjű proton (H+), mint már említettük, igen mozgékony, mintegy 350 ohm-l, cm2, más ionoknál ez az érték több nagyságrenddel kisebb, mindössze: 35-80. A mérések viszont azt igazolták, hogy a savakban a feltételezett hidrogénion mozgékonysága a szabad állapotra jellemző 350-es értéknél jóval kisebb. Ez annyit jelent, hogy a savakban az ún. szabad proton (H+) gyakorlatilag nincs jelen. Az Arrhenius-Ostwald-féle sav-bázis elmélet további hátrányaként említhetjük meg az energetikai viszonyokat. A proton (H+) hidratá- ciós hője nagy (—1037 kJ), ezért a kisméretű ionok nagy felületi térerősségük következtében több vízmolekulát kötnek meg, mint a nagyobb méretű ionok. Ennek az a következménye, hogy az ún. „szabad hidrogén- ion“ vizes oldatban aligha tételezhető fel, csakis hidratált (H30+) állapotban. Századunk elején egyre többen kezdtek foglalkozni a nem vizes rendszerekben végbemenő kémiai folyamatok értelmezésével és a jelenségek magyarázatára egyre több elméletet hoztak nyilvánosságra. Csak érdekességként említem meg, hogy 1923 és 1962 között mintegy 20-féle sav-bázis elméletet közöltek a tudományos folyóiratokban. Ezeknek a felfogásoknak a lényege az, hogy a sav-báz.s folyamatokat egyre szélesebb értelemben értelmezzék, világítsák meg. II. Brönsted-Lowry-féle elmélet A sav-bázis folyamatok tágabb értelmezésére 1923-ban egymástól függetlenül a svéd Brönsted és az angol Lowry dolgozták ki a róluk elnevezett sav-bázis elméletet. Említettük már, hogy vizes, vagy más oldószerekben a protonok (H+) nem lehetnek jelen, mivel a vízzel vagy az oldószerrel 182
