Modelo de Arrhenius de Acidos y bases

La teoría de ácidos y bases de Arrhenius fue propuesta originalmente por el químico sueco Svante Arrhenius en 1884, quien sugirió clasificar ciertos compuestos como ácidos o bases de acuerdo con el tipo de iones que se forman cuando el compuesto se añade al agua.

Un ácido de Arrhenius es cualquier especie que aumenta la concentración de iones $\greenD{\text{H}^+}$start color greenD, H, start superscript, plus, end superscript, end color greenD (o protones) en solución acuosa. Por ejemplo, consideremos la reacción de disociación para el ácido clorhídrico, $\text{HCl}$H, C, l, en agua:

$\greenD{\text{H}}\text {Cl}(ac)\rightarrow \greenD{\text{H}^+}(ac)+\text{Cl}^-(ac)$start color greenD, H, end color greenD, C, l, left parenthesis, a, c, right parenthesis, right arrow, start color greenD, H, start superscript, plus, end superscript, end color greenD, left parenthesis, a, c, right parenthesis, plus, C, l, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, c, right parenthesis

Cuando hacemos una solución acuosa de ácido clorhídrico, el $\greenD{\text{H}}\text{Cl}$start color greenD, H, end color greenD, C, l se disocia en iones $\greenD{\text{H}^+}$start color greenD, H, start superscript, plus, end superscript, end color greenD y $\text{Cl}^-$C, l, start superscript, minus, end superscript. Ya que esto resulta en un aumento en la concentración de iones $\greenD{\text{H}^+}$start color greenD, H, start superscript, plus, end superscript, end color greenD en solución, el ácido clorhídrico es considerado un ácido de Arrhenius.

¿Iones hidrógeno o iones hidronio?

Supongamos que preparamos una solución acuosa 2 M de ácido bromhídrico, $\text{HBr}$H, B, r, que es un ácido de Arrhenius. ¿Quiere decir esto que tenemos 2 M de iones $\text H^+$H, start superscript, plus, end superscript en la solución?

En realidad, no. En la práctica, los protones cargados positivamente reaccionan con las moléculas de agua circundantes para formar iones hidronio, $\text{H}_3\text{O}^+$H, start subscript, 3, end subscript, O, start superscript, plus, end superscript. Esta reacción se puede escribir como sigue:

$\text{H}^+(ac)+\text{H}_2\text{O}(l)\rightarrow\text{H}_3\text{O}^+(ac)$H, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, c, right parenthesis, plus, H, start subscript, 2, end subscript, O, left parenthesis, l, right parenthesis, right arrow, H, start subscript, 3, end subscript, O, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, c, right parenthesis

Aunque a menudo escribimos las reacciones de disociación ácida mostrando la formación de $\text H^+(ac)$H, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, c, right parenthesis, no hay iones $\text{H}^+$H, start superscript, plus, end superscript libres flotando en una solución acuosa. En realidad, son iones $\text{H}_3\text{O}^+$H, start subscript, 3, end subscript, O, start superscript, plus, end superscript principalmente, que se forman de manera inmediata cuando un ácido se disocia en agua. La imagen siguiente muestra mediante el uso de modelos moleculares, la formación de iones hidronio a partir de agua y de iones de hidrógeno: