布羅斯特-羅瑞學說

布羅斯特-羅瑞學說 (Brønsted-Lowry theory)
國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

在十九世紀末由阿瑞尼士(S. Arrhenius)提出解離說，並在學說中解釋各種水溶液的酸鹼性質。但是因阿瑞尼士的酸鹼定義僅適用於水溶液，所以到了 1923 年，布羅斯特(J. N. Brønsted)和羅瑞(M. Lowry)在幾個月之內分別先後出版了相同酸鹼理論，將酸鹼學說的適用範圍擴大到固態或氣態等非水溶液的反應。因此就將這套較廣泛的理論用他們倆個人名字命名，稱為布羅斯特－羅瑞學說，也可稱為布－羅學說(Brønsted-Lowry theory)。

布－羅學說中對於酸鹼物質的定義如下：

(1) 酸：提供H⁺者，即為「質子予體(proton donor)」。

(2) 鹼：接受H⁺者，即為「質子受體(proton acceptor)」。

布－羅酸鹼學說可適用於定義非水溶液的酸鹼性，例如氣態HCl與NH₃的酸鹼反應。在反應中HCl失去質子H⁺形成Cl^–，而NH₃接受質子H⁺形成NH₄⁺。

HCl(g) + NH₃(g)  NH₄Cl(s)

在上述反應中，由於在逆反應中Cl^–具有接受質子的能力，因此Cl^–可視為酸HCl失去質子後的鹼，HCl及Cl^–形成了共軛酸鹼對。同理，在逆反應中NH₄⁺可以釋出H⁺而為酸，因此NH₄⁺及NH₃也是共軛酸鹼對。

酸鹼強度用來描述物質轉移質子H⁺的能力。酸強度是指酸物質提供質子H⁺的能力，酸強度愈大的物質則愈容易失去質子H⁺。同理，鹼強度是指鹼物質接受質子H⁺的能力，鹼強度愈大的物質則愈容易得到質子H⁺。

布－羅酸鹼學說解釋酸鹼反應的逆反應仍為一酸鹼反應，酸鹼反應中必有兩對共軛酸鹼對，只不過共軛酸鹼對的強度有所不同。例如強酸與強鹼反應形成弱的共軛鹼及共軛酸，故其逆反應的機會就會小於正反應。前段所述例子中，實驗測得該反應的逆反應不容易發生，故可推測出酸強度大小為HCl＞NH₄⁺；同理，鹼強度大小為NH₃＞Cl^–。例用一系列酸鹼反應的比較結果，就可以將許多物質的酸強度與鹼強度互相比較而排出順序。

有些物質具有兩性性質，可分別扮演布－羅酸或布－羅鹼，水是代表性的例子。例如鹽酸水溶液中，水充當鹼，可從HCl得到氫離子H⁺。在氨水溶液中，水充當酸，可失去氫離子H⁺。

HCl + H₂O ⇌ H₃O⁺ + Cl^– NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻

參考資料

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