Opprinnelig var en syre et stoff som når de ble løst i vann gjorde at vannet smakte surt. En base var et stoff som fjernet den sure smaken.

Man kjente også til fargestoffer som skiftet farge når en base ble tilsatt en syre (eller omvendt). Slike fargestoffer ble kalt indikatorer. Den mest kjente indikator er lakmus.

I dag er det er ikke lenger smaken som avgjør om et stoff er en syre. I dag definerer vi en syre etter hvilken molekylstruktur stoffet har.

eddiksyre var kjent fra oldtiden. svovelsyre og salpetersyre ble fremstilt på 1200-tallet ved å destillere sulfater og nitrater som inneholder krystallvann. På 1700-tallet ble det fremstilt flere organiske syrer som maursyremelkesyresitronsyre og eplesyre. Navnet fikk de etter hvor de var funnet.

Noen stoffer fant man tidlig fjerner surheten ved tilsetning - vi sier at de nøytraliserer syren. Det var alkalier, senere kalt baser. Men hva hadde syrene felles, og hvorfor forsvant surheten ved tilsetning av en base?

Den første syreteorien formulerte Antoine Laurent Lavoisier i 1770-årene. Han viste at flere grunnstoffer som karbon, fosfor og svovel, når de brenner gir stoffer som gjør vann surt. Han forklarte at forbrenning er en reaksjon med en gass i luften, og da forbrenningen gir syrer kalte han gassen oksygen dvs syredanner.

Den forklaringen brast da Humphry Davy  fremstilte et stoff fra vanlig koksalt som løst i vann gjør vannet surt, men stoffet inneholdt ikke oksygen (stoffet var hydrogenklorid som i vann gir saltsyre).

I løpet av 1800-tallet kom kjemikere så langt at de hadde bestemt molekylformel for mange stoffer. Michael Faraday studerte elektrolyse av saltløsninger på 1830-tallet og postulerte at saltene ble spaltet i ioner ved elektrodene.

Svante August Arrhenius fulgte opp og definerte en syre som et stoff som avspaltet H+-ioner i vann. En base, hevdet han, avspaltet OH–-ioner i vann, og når en syre ble nøytralisert var det følgende reaksjon som skjedde:

H+(aq) + OH(aq) → H2O(l)

Etter hvert skjønte man hvilket unikt ion H+-ionet er. Et hydrogenatom inneholder bare ett elektron. Når dette avspaltes, blir bare atomkjernen igjen, og den består av bare ett proton for nesten alle hydrogenatomer. Så en syre består av molekyler eller ioner som kan avgi ett eller flere protoner. Som vi skal se er en base et molekyl eller ion som kan oppta et proton. En reaksjon mellom en syre og en base kalles derfor protolyse.

Alle atomkjerner består av protoner og nøytroner (og disse igjen består av mindre partikler, men det er uten interesse for en kjemiker.) Da protoner også inngår i kjernereaksjoner velger vi å definere en syre omtrent som Arrhenius gjorde for å ungå misforståelse:

En syre er et molekyl eller ion som kan avgi ett eller flere H+-ioner.

Det vil ikke være frie H+-ioner i vannet. Protonene vil alltid sitte på et vannmolekyl og danne et H3O+-ion (som kalles et oksoniumion). protonene sitter ikke lenge, men hopper lett fra vannmolekyl til vannmolekyl i løsningen.

Arhenius definerte en base som et stoff som kan avgi et OH-ion (som kalles et hydroksidion). 

Den danske kjemiker Johannes Nicolaus Brønsted  foreslo i 1923 at en base er et stoff som kan motta et H+-ion. Dette ble samtidig foreslått av den britiske kjemiker Thomas M. Lowry (1874–1936). Vi har dermed kommet frem til hvordan vi vanligvis definerer en syre og en base i dag:

En syre er et stoff som kan avgi H+ og en base er et stoff som kan motta H+.

Det er to fordeler ved å definere syrer og baser på den måten: for det første blir det flere stoffer som er baser, og for det andre er ikke syrer og baser begrenset til vann som løsemiddel.

Teorien kalles oftest Brønsteds syre-baseteori, men også Brønsted-Lowrys syre baseteori.

Etter denne teorien kan vi skrive følgende likevekt:

syre ⇆ H+ + base

Syren og basen i likevekten kalles et korresponderende syre-base-par.

Likevektskonstanten kalles syrekonstanten. Er likevekten langt forskjøvet til høyre sier vi at syren er sterk og basen svak.

Er likevekten forskjøvet til venstre kalles syren svak og basen sterk.

En organisk syre er svak mens svovelsyre, salpetersyre og saltsyre er sterke syrer. En syre som bare kan avspalte ett proton pr molekyl kalles en enprotisk syre. En syre som kan avspalte flere protoner per molekyl kalles en flerprotisk syre.

I 1920-årene ble elektronfordelingen i atomer bestemt. Et H-atom inneholder bare ett elektron. Dermed blir H+ et atom uten elektroner. Atomkjernen i H-atomet er vanligvis et proton. Da ble det klart hvor unik en syre-basereaksjon er: i reaksjonen hopper et proton fra syren til basen.

For at basen skal kunne ta i mot protonet må det ha et ledig elektronpar. Det innså den amerikanske kjemiker Gilbert Newton Lewis allerede 1923, og han definerte:

En base som et molekyl eller ion som har et ledig elektron par.

Han gikk også et skritt videre å definerte:

En syre som et molekyl eller ion som mangler et elektronpar.

H+ mangler et elektronpar og er følgelig også en syre etter Lewis definisjon, men det er også BF3. De fleste kationer er lewissyrer.

Oksider som karbondioksid, CO2, og svoveltrioksid, SO3, reagerer som syrer selv om de ikke inneholder noe proton. Oksider som kalsiumoksid, CaO, og bariumoksid, BaO, reagerer basisk og nøytraliserer sure oksider som svoveltrioksid og karbondioksid selv om ikke noe løsemiddel er til stede. Reaksjonen fører til at det dannes en polar, kovalent binding mellom syren og basen.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om eller kommentarer til artikkelen?

Kommentaren din vil bli publisert under artikkelen, og fagansvarlig eller redaktør vil svare når de har mulighet.

Du må være logget inn for å kommentere.