Teorías Ácido-Base: De Arrhenius a Lewis

Teoría de Arrhenius

Arrhenius definió los ácidos como electrolitos que contienen hidrógeno y que, disueltos en agua, producen una concentración de iones hidrógeno o protones, H⁺, mayor que la existente en el agua pura. Del mismo modo, Arrhenius definió una base como una sustancia que, disuelta en agua, producía un exceso de iones hidróxido, OH^- (también llamados aniones hidroxilo).

Ácidos de Arrhenius:
H₂SO₄ → HSO₄^- + H⁺
o también
HAc ⇌ Ac^- + H⁺

Base de Arrhenius:
NaOH → Na⁺ + OH^-

Teoría de Brønsted-Lowry

El concepto de ácido y base de Brønsted y Lowry ayuda a entender por qué un ácido fuerte desplaza a otro débil de sus compuestos (lo mismo ocurre entre una base fuerte y otra débil). Las reacciones ácido-base se contemplan como una competición por los protones. En forma de ecuación química, la siguiente reacción de Ácido (1) con Base (2):

Se produce al transferir un protón el Ácido (1) a la Base (2). Al perder el protón, el Ácido (1) se convierte en su base conjugada, Base (1). Al ganar el protón, la Base (2) se convierte en su ácido conjugado, Ácido (2). La ecuación descrita constituye un equilibrio que puede desplazarse a derecha o izquierda.

El HCl es un ácido fuerte en agua porque transfiere fácilmente un protón al agua formando un ion hidronio (H₃O⁺):

Vemos así que, cuanto más fuerte es el ácido frente a otra especie química, más débil es su base conjugada. El concepto de ácido-base de Brønsted-Lowry permite establecer una tabla de pares conjugados ácido/base ordenados.

Teoría de Lewis

Un ácido de Lewis se define como toda sustancia capaz de aceptar pares de electrones, mientras que una base de Lewis es una sustancia que puede donar electrones. Esta definición implica que las moléculas de los ácidos deben poseer orbitales vacíos para alojar electrones, al tiempo que las bases deben tener llenos los orbitales correspondientes para poder ceder la pareja de electrones libres. El ácido debe tener su octeto de electrones incompleto y la base debe tener algún par de electrones solitario.