Теория на Брьонстед и Лаури

Теорията на Брьонстед и Лоури в химията описва механизма на реакцията между киселини и основи. Йоханес Брьонстед (Johannes Nicolaus Brønsted) и Томас Лоури (Thomas Martin Lowry) предлагат теорията независимо един от друг през 1923 г. Тя разширява химическите представи за киселина и основа. В тази теория киселината е дефинирана като химическо съединение, което има склонност да отдава водороден йон $H^{+}:$ (протонен донор, киселина на Брьонстед-Лаури), а основата – като химическо съединение, което има склонност да приема водороден йон (протонен акцептор, основа на Брьонстед-Лаури).

Киселините са вещества, които отдават протони (т.е. донори на ${\mbox{H}}^{+}$ ).

Основите са вещества, които приемат протони (т.е. акцептори на ${\mbox{H}}^{+}$ ).

В реакцията между оцетна киселина и вода, оцетната киселина се проявява като протонен донор по отношение на водата, която е в ролята на основа. Съответното уравнение има следния вид:

{\mbox{CH}}_{3}{\mbox{COOH}}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}\longrightarrow {}{\mbox{H}}_{3}{\mbox{O}}^{\mbox{+}}+{\mbox{CH}}_{3}{\mbox{COO}}^{-}

Водата може също да се прояви и като киселина, например при реакция с амоняк по следното уравнение::

{\mbox{NH}}_{3}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}\longrightarrow {}{\mbox{NH}}_{4}^{\,{\mbox{+}}}+{\mbox{OH}}^{-}

Тук H₂O отдава протон на NH₃. По този начин водата действа като амфотерно съединение: може да проявява свойства както на киселина, така и на основа. Тези реакции са обратими. Обратната реакция между оцетна киселина и вода е:

{\mbox{H}}_{3}{\mbox{O}}^{+}+{\mbox{CH}}_{3}{\mbox{COO}}^{-}\longrightarrow {}{\mbox{CH}}_{3}{\mbox{COOH}}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}

В обратната реакция водата H₃O⁺ се проявява като киселина, за да отдаде протон на оцетната киселина CH₃COO^-, която се проявява като основа. В правата реакция, оцетната киселина CH₃COOH се проявява като киселина за водата H₂O. По този начин H₃O⁺ формират една киселинно-основна двойка, а CH₃COOH и CH₃COO^- формират втора киселинно-основна двойка.

В теорията за киселини и основи (протолитична теория) във всяка химична реакция изходните вещества се разглеждат като основа и киселина, които впоследствие се превръщат в спрегната киселина и спрегната основа:

${\mbox{NH}}_{3}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}\longrightarrow {}{\mbox{NH}}_{4}^{\,{\mbox{+}}}+{\mbox{OH}}^{-}$

където ${\mbox{NH}}_{3}$ е основа, а водата е киселина, след като реагират, ${\mbox{NH}}_{4}^{\,{\mbox{+}}}$ е спрегната киселина (защото образува киселини, защото отдава протон), а ${\mbox{OH}}^{-}$ е спрегната основа (защото образува основи, защото приема протон).