酸碱质子理论(Brønsted–Lowry acid–base theory,布朗斯特-劳里酸碱理论)是丹麦化学家布朗斯特(J.N.Brønsted)和英国化学家汤马士·马丁·劳里(T.M.Lowry)于1923年各自独立提出的一种
酸碱理论。酸碱质子理论是在
酸碱离子理论基础上发展起来的。
酸碱离子理论是阿仑尼乌斯(Arrhenius)根据他的
电离学说提出来的。他认为在水中能
电离出
氢离子并且不产生其它阳离子的物质叫酸。在水中能电离出
氢氧根离子并且不产生其它
阴离子的物质叫碱。酸碱
中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合成水。这个理论很经典,但由于它对酸碱的描述仅限于水溶液,所以存在一些局限性。例如氯化铵水溶液具有酸性,但它本身并不含氢离子;又如氨的水溶液显碱性,曾被错误地认为是NH3和H2O形成
弱电解质NH4OH分子,然后
离解出OH-等。
布朗斯特(Brönsted)和劳莱(Lowry)在1923年提出的质子理论认为,凡是给出质子(H+)的任何物质(分子或离子)都是酸;凡是接受质子(H+)的任何物质都是碱。简单地说,酸是质子的给予体,而碱是质子的接受体。酸和碱之间的关系表示如下:
按照酸碱质子理论,属于酸的有:HCl、HAc、NH4+、[Al(H2O)6]3+、H2PO4-、HPO42-等。属于碱的有:NH3、[Al(H2O)5OH]2+、Cl-、Ac-、HPO42-、PO43-等。同时还可以看出,酸和碱是统一在对质子的关系上:酸放出质子后变成了碱,而碱接受质子后就变成了酸。为了表示它们之间的联系,常把酸碱之间的这种关系叫做共轭酸碱对。酸放出质子后形成的碱,叫做该酸的共轭碱;碱接受质子后形成的酸,叫做该碱的
共轭酸。我们把相差一个质子的对应酸碱,叫做
共轭酸碱对。
根据酸碱质子理论,容易给出质子(H+)的物质是强的酸,而该物质给出质子后形成的碱就不容易同质子结合,因而是弱的碱。换言之,酸越强,它的共轭碱就越弱:反之,碱越强,它的共轭酸就越弱。
根据酸碱质子理论,酸碱在溶液中所表现出来的强度,不仅与酸碱的本性有关,也与溶剂的本性有关。我们所能测定的是酸碱在一定溶剂中表现出来的相对强度。同一种酸或碱,如果溶于不同的溶剂,它们所表现的相对强度就不同。例如HAc在水中表现为弱酸,但在
液氨中表现为强酸,这是因为液氨夺取质子的能力(即碱性)比水要强得多。这种现象进一步说明了酸碱强度的相对性。
酸碱质子理论扩大了酸碱的含义及酸碱反应的范围,摆脱了酸碱必须发生在水中的局限性,解决了非
水溶液或气体间的酸碱反应,并把在水溶液中进行的解离、中和、
水解等类反应概况为一类反应,即
质子传递式的酸碱反应。但是,质子理论只限于质子的放出和接受,所以必须含有氢,不能解释不含氢的一类化合物的反应。它包含了所有碱性的物质,是仍限制在含氢基础上。