La teoría iónica de ARRHENIUS define conceptualmente a ácidos y bases:
• Ácido es una sustancia que, disuelta en agua, da cationes de hidrógeno.
Anión + H+
• Base es una sustancia que, disuelta en agua, da aniones de oxhidrilo.
Catión + OH-.
BRONSTED-LOWRY
En 1932, Bronsted y Lowry informaron, cada uno por su cuenta, una ampliación lógica de la teoría de Arrhenius. La contribución de Bronsted era más completa que la de Lowry, por ello recibió el nombre de teoría de Bronsted-Lowry.
De acuerdo con esta teoría un ácido se define como un donador de protones, H+, y una base como un aceptor de protones. Estas definiciones bastan para incluir como ácidos a todas aquellas moléculas e iones que contengan hidrógeno y puedan producir H+, mientras que todas aquellas que son capaces de aceptar protones son bases.
Los químicos usan los símbolos H+(ac) y H3O+(ac) indistintamente para representar lo mismo: el protón hidratado al que se deben las propiedades características de las disoluciones acuosas de ácidos. Suele emplearse el ión H+(ac) para simplificar y por conveniencia, sin embargo, el ión H3O+(ac) es la representación más cercana a la realidad.
La relación entre un ácido y su base conjugada puede representarse mediante el esquema general:
cuando un ácido cede un protón, se produce una base que se denomina base conjugada de ese ácido, la cual puede aceptar protones.
Ciertas sustancias actúan como ácido en una reacción y como base en otra. Por ejemplo, el H2O es una base de Bronsted-Lowry en su reacción con HCl y un ácido de Bronsted-Lowry en su reacción con NH3. Una sustancia capaz de actuar ya sea como ácido o como base es anfótera. Una sustancia actúa como base cuando se combina con algo más fuertemente ácido que ella y como ácido cuando se combina con algo más fuertemente básico que ella.
El agua, según la teoría de Bronsted, es un ácido y una base (ANFÓTERO). En la práctica se ha mostrado que el agua pura está ligeramente ionizada y produce igual número de iones hidrógeno que de iones hidróxido:
o, en una notación simplificada,
La autoionización del agua es una reacción ácido-básica según la teoría de Bronsted-Lowry. Una molécula de H2O (el ácido) dona un protón a otra molécula de H2O (la base). La molécula H2O que dona un protón se convierte en ion OH-, que se denomina base conjugada del agua. La molécula de H2O que acepta un protón se convierte en H3O+. Al examinar la reacción inversa (de derecha a izquierda), vemos que el ácido, H3O+, dona un protón al OH- (una base) para formar dos moléculas de H2O. Es decir:
ÁCIDOS DE BRONSTED
Cuando se disuelve en agua cloruro de hidrógeno, un compuesto gaseoso covalente, la disolución resultante se llama ácido clorhídrico.
Esto se representa en forma abreviada como:
En el caso del ácido clorhídrico hay varias pruebas (conductividad eléctrica, descenso del punto de congelación, etc.) que demuestran que el compuesto se encuentra completamente ionizado en disoluciones acuosas diluidas. Se trata, por consiguiente, de un ácido fuerte. La base conjugada, Cl-, del ácido clorhídrico es una base débil, es decir, en disoluciones acuosas diluidas, el H3O+ y el Cl- no tienen tendencia a reaccionar para formar moléculas HCl y de H2O no ionizadas. Igual comportamiento tiene el bromuro de hidrógeno, (HBr) y el yoduro de hidrógeno, (HI), quienes se ionizan completamente en disoluciones acuosas diluidas y que al igual que el HCl, son ácidos fuertes.
Como el H-F es un ácido débil, su base conjugada, F-, es mucho mas fuerte que el Cl-. Se sabe que la base conjugada de un ácido fuerte es débil, mientras que la base conjugada de un ácido débil, es una base fuerte.
BASE DE BRONSTED
El hidróxido sódico, NaOH, es un compuesto iónico sólido que se disuelve con facilidad en el agua y se disocia completamente en iones sodio e iones hidróxido hidratados.
El hidróxido de sodio, NaOH, es una base fuerte soluble. El ion Na+ es un ácido muy débil, porque no tiende a reaccionar con los iones OH- según la reacción inversa.
El amoniaco gaseoso, NH3, se disuelve en agua para dar disoluciones que contienen iones amonio. Es una base, pero no tan fuerte como el hidróxido de sodio en la misma concentración.
El amoniaco es muy soluble en agua, pero se ioniza sólo ligeramente, y es una base débil. Una disolución 0,10 molar de NH3 se encuentra ionizada en 1,3% y el restante 98,7% no está ionizada. Hay pruebas de conductividad que demuestran que las disoluciones acuosas de NH3 conducen la corriente eléctrica con menor facilidad que las disoluciones de hidróxido sódico en la misma concentración.
LEWIS
Según la teoría de Lewis:
Ácido es toda sustancia capaz de aceptar un par de electrones.
Base es toda sustancia capaz de ceder un par de electrones.
Aunque la teoría de Lewis parece diferente, es coherente con otras teorías.La teoría de Bronsted-Lowry se refiere al ión H+.La definición de Lewis se refiere a los pares de electrones (que conllevan una carga negativa).En la teoría de Bronsted-Lowry es el protón H (H+) el que se mueve.En la teoría de Lewis,los electrones forman enlaces,que "tiran" de los átomos para llevarlos a sus nuevas posiciones.
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