ทฤษฎีกรด-เบสของอาร์เรเนียส

เช่น

ตัวอย่าง สารที่เป็น กรด

ตัวอย่าง สารที่เป็น เบส

ข้อจำกัดของทฤษฎีกรด - เบส อาร์เรเนียส

• สารที่เป็นกรดหรือเบสจะต้องละลายในน้ำเท่านั้น
• ไม่สามารถใช้อธิบายความเป็นกรด เบสของสารที่ในโมเลกุลไม่มี H⁺ หรือ OH^- เช่น แอมโมเนียมคลอไรด์ แอมโมเนียมแอซีเตต แต่แสดงสมบัติเป็นกรดและเบสได้ตามลำดับ

ทฤษฎีกรด-เบสของเบรินสเตด-ลาวรี

นิยามของ เบรินสเตด-ลาวรี สามารถอธิบาย สารที่เป็นกรดและเบสได้กว้างขวางกว่าทฤษฎีกรด- เบส อาร์เรเนียส เนื่องจากพิจารณาความเป็นกรดและเบสของสารจากการถ่ายโอนโปรตอนเท่านั้น ซึ่งไม่จำกัดว่าต้องมีน้ำเป็นตัวทำละลายเท่านั้น

เช่น

ความเป็นกรดของ NH₄Cl และความเป็นเบสของ CH₃COONa ซึ่งในโมเลกุลไม่มี H⁺ หรือ OH^- แต่เมื่อละลายน้ำแล้วได้สารละลายที่มีสมบัติเป็นกรดและเบส

เช่น NH₄Cl เมื่อละลายน้ำจะแตกตัวเป็นไอออนและเกิดการเปลี่ยนแปลง ดังนี้

NH₄⁺ให้ H⁺ กับ H₂O

ดังนั้น NH₄⁺ จึงทำหน้าที่เป็นกรด ในขณะที่ H₂O รับ H⁺ จาก NH₄⁺

ดังนั้น H₂O จึงทำหน้าที่เป็นเบสและในสารละลายมี H₃O⁺ เกิดขึ้น สารละลาย NH₄Cl จึงมีสมบัติเป็นกรด

สำหรับ CH₃COONa เมื่อละลายน้ำจะแตกตัวเป็นไอออนและเกิดการเปลี่ยนแปลง ดังนี้

H₂O ให้ H⁺ กับ CH₃COO^- เกิดเป็น OH^- ในขณะที่ CH₃COO^-  รับ H⁺ จากน้ำเกิดเป็น CH₃COOH

ดังนั้น H₂O จึงทำหน้าที่เป็นกรด ส่วน CH₃COO^- ทำหน้าที่เป็นเบส ในสารละลายมี OH^- เกิดขึ้น ดังนั้นจึงสามารถอธิบายสมบัติความเป็นเบสของสารละลาย CH₃COONa ได้

ทฤษฎีกรด-เบสของลิวอิส

อธิบายความเป็นกรดเบสของสารได้ทั้งการเปลี่ยนแปลงที่มีหรือไม่มีน้ำ หรือมี H⁺ ไม่มี H⁺ ก็ได้ โดยเฉพาะปฏิกิริยาที่ไม่มีน้ำเกี่ยวข้องแต่มีการใช้คู่อิเล็กตรอนร่วมกัน

เช่น

ปฏิกิริยาระหว่างโบรอนไตรฟลูออไรด์ (BF₃) กับแอมโมเนีย (NH₃)

NH₃ มีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว 1 คู่ จึงเป็นสารที่ให้คู่อิเล็กตรอน ส่วน BF₃ เป็นสารที่รับคู่อิเล็กตรอน

ดังนั้น NH₃ จึงเป็นเบส ส่วน BF₃ เป็นกรด

ทฤษฎีกรด-เบสของลิวอิส ยังสามารถใช้อธิบายความเป็นกรด-เบส ของสารที่มีโปรตอนเช่นเดียวกับ ทฤษฎีของเบรินสเตด-ลาวรี

เช่น

ปฺฏิกิริยาระหว่างโปรตอนกับไฮดรอกไซด์เกิดเป็นน้ำ ดังสมการ

จากสมการ OH^-  ให้คู่อิเล็กตรอนกับ H⁺ จึงเป็นเบส ส่วน H⁺ เป็นกรด เพราะรับคู่อิเล็กตรอนจาก OH^- แล้วเกิดพันธะ O-H

สารแอมโฟเทอริก

สารบางประเภทที่เป็นได้ทั้งกรดและเบส เรียกว่า สารแอมโฟเทอริก (amphoteric)

โดยน้ำเป็นตัวอย่างของสารแอมโฟเทอริก ดังสมการ