Brønsted-Definition

Brønsted stellte fest, dass es für die Betrachtung von Säuren und Basen hilfreich ist, das Lösungsmittel (z.B. Wasser) in die Definition einzubeziehen. Der schwedische Chemiker erkannte dabei, dass einerseits das Auftreten und andererseits die Weitergabe von Protonen ein wesentliches Merkmal dieser Vorgänge ist. Er definierte aufgrund dessen folgende Behauptungen:^[2]

• Protonendonatoren: Moleküle oder mehratomige Ionen, die in der Lage sind, Protonen abzugeben. Sie werden zur Brønsted-Säure.
• Protonenakzeptoren: Reaktionspartner, welche die abgegebenen Protonen binden können.

Brønsted erkannte, dass in einer chemischen Reaktion keine freien Protonen existieren. Es muss also, wenn ein Stoff ein Proton abgibt, ein zweiter Stoff vor Ort sein, der dieses Proton wieder aufnimmt. Um quantitativ eine Säure-Base-Reaktion betrachten zu können, muss sich entsprechend ein Protolysegleichgewicht einstellen.

In Brønsteds Protonenübertragungsgleichgewichten handelt es sich stets um Konjugiertes Säure-Base-Paar, wie z.B.:^[2]

• NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺

Bei dieser Reaktion spielt das Ammoniumion (NH₄⁺) die Rolle der Säure₁ (S₁), der Ammoniak (NH₃) ist die konjugierte Base₁ (B₁). Das Wasser übernimmt die Rolle der Base₂ (B₂), Oxonium (H₃O⁺) ist die konjugierte Säure₂ (S₂).

Im folgenden Beispiel ist CH₃COOH die Säure₁ und CH₃COO^- die konjugierte Base₁. H₂O ist die Base₂ mit ihrer konjugierten Säure₂ H₃O⁺:

• CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO^- + H₃O⁺

In beiden vorhergehenden Reaktionen tritt das Wasser als Base auf. Wasser fällt aber in die Kategorie der Ampholyte, d.h. es kann, abhängig vom Reaktionspartner, als Säure oder Base auftreten:

• H₂O + CH₃COO^- ⇌ OH^- + CH₃COOH

In dieser Reaktion ist das Wasser die Säure₁ mit dem Hydroxid-Ion als konjugierte Base₂ und das Acetat-Ion als Base₂ mit der Essigsäure als konjugierte Säure₂.