Protoniteoria happojen ja emästen käsitteistä

OSA 3.
AIHE 4. Protoniteoria hapoista ja emäksistä.
Happojen ja emästen teoriat ovat joukko perustavanlaatuisia fysikaalis-kemiallisia käsityksiä, jotka kuvaavat happojen ja emästen luonnetta ja ominaisuuksia. Ne kaikki antavat määritelmät hapoille ja emäksille — kahdelle aineiden luokalle, jotka reagoivat keskenään. Teorian tehtävänä on ennustaa reaktioiden tuotteet hapon ja emäksen välillä sekä niiden mahdollisuus tapahtua. Tätä varten käytetään hapon ja emäksen voimakkuuden kvantitatiivisia ominaisuuksia. Teorioiden erot perustuvat happojen ja emästen määritelmiin, niiden voimakkuuden ominaisuuksiin ja siitä seuraavasti reaktiotuotteiden ennustamisen sääntöihin. Kaikilla teorioilla on oma soveltuvuusalueensa, jotka osittain menevät päällekkäin.

Käsitysten kehitys happo-emäsreaktioista.
Käsitykset happo-emäsreaktioista kuuluvat kemian perustaviin periaatteisiin. Käsitteet "happo" ja "emäs" muodostuivat jo 1600-luvulla, mutta niiden sisältöä on tarkistettu ja täsmennetty useaan otteeseen. R. Boyle katsoi, että hapot ovat aineita, joiden atomit ovat teräviä (ja siksi maistuvat happamilta), ja emäkset ovat huokoisia (ja maistuvat kitkeriltä). Hänen mukaansa neutralointireaktiossa hapon terävät piikit tunkeutuivat emäksen huokosiin.
Kuvallinen teoria hapoista ja emäksistä esitettiin N. Lemérin toimesta. Kirjassaan "Chimian kurssi" (1675) hän yritti selittää aineiden fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia niiden muodon ja rakenteen perusteella. Lemerin mukaan hapot sisältävät pinnallaan teräviä piikkejä, jotka aiheuttavat iholle pistävää tunnetta. Emäkset, joita hän kutsui emäksiksi, koostuvat huokoisista aineista. Hapon "piikit" tunkeutuvat "huokosiin", jolloin ne katkeavat tai tylsyvät ja happo muuttuu neutraaliksi suolaksi.
Tieteelliset käsitykset happojen ja emästen luonteesta alkoivat muodostua 1700-luvun lopulla. A. Lavoisierin töissä happamuus yhdistettiin aineen happiatomien määrään. Silloiset tunnetut mineraali- ja orgaaniset hapot sisälsivätkin happea. Hypoteesi osoittautui kuitenkin virheelliseksi, kun G. Davy ja J. Gay-Lussac löysivät useita happoja, jotka eivät sisältäneet happea (esim. halogeenivetyhapot, vetysyanihappo), samalla kun monet happea sisältävät yhdisteet eivät osoittaneet happamia ominaisuuksia.
1800-luvun alussa happoina alettiin pitää aineita, jotka reagoivat metallien kanssa vapauttaen vetyä (J. Liebig, 1839).