بشر از دیر باز با مفهوم ساده اسید آشنایی داشته است. در حقیقت این مواد،حتی قبل از آنکه شیمی به صورت یک علم در آید، شناخته شده بودند. اسیدهایآلی همچون سرکه و آبلیمو و آب غوره از قدیم معروف بودند. اسیدهای معمولیمانند اسید سولفوریک ، اسید کلریدریک و اسید نیتریک بوسیله کیمیاگران قدیمساخته شدند و بصورت محلول در آب بکار رفتند. برای مثال اسید سولفوریک راجابربن حیان برای نخستین بار از تقطیر بلورهای زاج سبز (FeSO4.7H2O) و حلکردن بخارات حاصل در آب ، بدست آورد.

در طی سالیان متمادی بر اساستجربیات عملی لاووازیه (A.L.Lavoisier) چنین تلقی میگردید که اجزاءساختمان عمومی کلیه اسیدها از عنصر اکسیژن تشکیل گردیده است. اما بتدریجاین موضوع از نظر علمی روشن و اعلام گردید که چنانچه این موضوع صحت داشتهباشد، بر خلاف عقیده اعلام شده در مورد اکسیژن ، این عنصر هیدروژن است. درحقیقت ، تعریف یک اسید بنا به فرمول اعلام شده از سوی لیبیگ (J. VonLiebig) در سال 1840 عبارت است از:



موادی حاوی هیدروژن که میتوانند با فلزات واکنش نموده و گاز هیدروژن تولید نمایند.





نظریهفوق مدت پنجاه سال مورد استناد بوده است. بعدها با پیشرفت علم شیمی ،مفاهیم جدیدی درباره اسیدها اعلام شده که در زیر به بررسی آنها خواهیمپرداخت.

خواص عمومی اسیدها
محلول آبی آنها یونهای پروتون آزاد میکند.
موادی هستند که از نظر مزه ترشند.
کاغذ تورنسل را سرخ رنگ میکنند.
با برخی فلزات مانند آهن و روی ترکیب شده گاز هیدروژن میدهند.
با قلیاها (بازها) واکنش نموده و املاح را تشکیل میدهند.
با کربنات کلسیم (مثلا به صورت سنگ مرمر) بشدت واکنش دارند، بطوریکه کف میکنند و گاز کربنیک آزاد مینمایند.
نظریه آرنیوس درباره اسیدها
زمانیکهمفاهیم یونیزاسیون ترکیبات شیمیایی در محلولهای آبی روشن گردید، مفهوماسید بطور قابل ملاحظهای تغییر پیدا کرد. مطابق تعریف آرنیوس ، اسید مادهایست که در آب یونیزه میشود و یون +H3O که گاهی بصورت +H نیز نشان دادهمیشود، تولید میکند.



(HCl -----> H+ + Cl-(aq



آرنیوسقدرت اسیدی را نیز بر همین اساس تفسیر کرد و گفت که اسید قوی ، درمحلولهای آبی تقریبا، بطور کامل یونیزه میشود. در صورتیکه که میزان تفکیکاسید ضعیف کمتر است. توجه کنید که مفهوم آرنیوس بر یونهای آب استوار است.بر اساس تعریف آرنیوس میتوان نقش اکسیدهای اسیدی را نیز تفسیر کرد.

اکسیدهای اسیدی
اکسیدهای بسیاری از غیرفلزات با آب واکنش داده و اسید تولید میکنند، در نتیجه این مواد را اکسیدهای اسیدی یا ایندرید اسید مینامند.



N2O5(s) + H2O → H+ + NO3-aq

مفهوم آرنیوس ، به علت تاکید آن بر آب و واکنشهای محلولهای آبی ، با محدودیت روبهروست.

نظریه برونشتد- لوری درباره اسیدها
درسال 1923، یوهان برونشتد و تامس لوری ، مستقل از یکدیگر مفهومی گستردهتربرای اسیدها و بازها بیان کردند. بر اساس تعریف ، برونشتد - لوری ، اسیدماده ای است که یک پروتون به باز میدهد. اسیدها ممکن است مولکول یا یونباشند. با حذف پروتون ، اسید به باز (باز مزودج اسید 1) تبدیل میشود و باگرفتن پروتون ، باز اولیه ، یعنی باز 2 به اسید2 (اسید مزدوج باز 2) تبدیلمیشود.



اسید 2 + باز 1 <----- اسید 1 + باز 2



قدرتاسیدها ، بر میل آنها برای از دست دادن یا گرفتن پروتون استوار است. هر چهاسید قویتر باشد، باز مزدوج آن ضعیفتر است. در یک واکنش ، تعادل در جهتتشکیل اسید ضعیفتر است. اسید پرکلریک ، HClO4 ، قویترین اسید است، و بازمزدوج آن ، یعنی یون پرکلرات ، -ClO4 ، ضعیفترین باز میباشد و H2 ،ضعیفترین اسید و باز مزدوج آن یعنی یون هیدرید ، +H قویترین باز میباشد.

نظریه لوییس درباره اسیدها
گیلبرتلوییس مفهوم گستردهتری برای اسیدها در سال 1938 پیشنهاد داد که پدیدهاسید - باز را از پروتون رها ساخت. طبق تعریف لوییس ، اسید مادهای است کهبتواند با پذیرش یک زوج الکترون از باز ، یک پیوند کوولانسی تشکیل دهد. درنظریه لوییس به مفهوم زوج الکترون و تشکیل پیوند کووالانسی تاکید میشود.تعریف لوییس در مورد اسیدها بسیار گستردهتر از آن است که برونشتد عنواننموده است. ترکیبات شیمیایی که میتوانند نقش اسید لوییس داشته باشند،عبارتند از:



مولکولها یا اتمهایی که هشتتایی ناقص داشته باشند.


(BH3 + F- → BH4-(aq




بسیاری از کاتیونهای ساده میتوانند نقش اسید لوییس داشته باشند.


Cu+2 + 4NH3 → Cu(NH3)4+2


برخی از اتمهای فلزی در تشکیل ترکیباتی مانند کربونیلها که از واکنش فلز با مونوکسید کربن تولید میشود، نقش اسید دارند:


Ni + 4CO → Ni(CO)4


ترکیباتیکه اتم مرکزی آنها تونایی گسترش لایه ظرفیتی خود را داشته باشند ، درواکنشهایی که این گسترش عملی شود، نقش اسید دارند، مثلا در واکنش مقابل ،لایه ظرفیتی اتم مرکزی (Sn) از 8 به 2 الکترون گسترش یافتهاست.


SnCl4 + 2Cl- → SnCl6-2aq


برخی ترکیبات به علت داشتن یک یا چند پیوند دو گانه در مولکول ، خاصیت اسیدی دارند. مثلا CO2
قدرت اسیدی و ساختار مولکولی
به منظور بررسی رابطه بین ساختار مولکولی و قدرت اسیدی ، اسیدها را به دو نوع تقسیم میکنیم: هیدریدهای کووالانسی و اکسی اسیدها.

هیدریدها
برخیاز ترکیبات کووالانسی دوتایی هیدروژندار (مانند HCl , H2) اسیدی هستند.دو عامل بر قدرت اسیدی هیدریدیک عنصر موثر است: الکترونگاتیوی عنصر واندازه اتمی عنصر. قدرت اسیدی هیدریدهای عناصر یک تناوب ، از چپ به راست وهمسو با الکترونگاتیوی عناصر ، افزایش مییابد. یک عنصر الکترونگاتیو ،الکترونهای بیشتری از هیدروژن میگیرد و خروج آن به صورت یک پروتون راسرعت میبخشد.

قدرت اسیدی هیدریدهای عناصر یک گروه، با افزایشاندازه اتم مرکزی افزایش مییابد. در تناوب دوم: NH3>H2O>HF در گروهVI به اینصورت است:



H2Te > H2Se > H2S > H2O


اکسی اسیدها
دراین ترکیبات ، هیدروژن اسیدی به یک اتم O متصل است و تغییر در اندازه ایناتم بسیار ناچیز است. بنابراین عامل کلیدی در قدرت اسیدی این اکسیاسیدها،به الکترونگاتیوی اتم Z مربوط میشود: H-O-Z .

اگر Z یک اتم غیرفلزبا الکترونگاتیوی بالا باشد، سهمی در کاهش چگالی الکترونی پیرامون اتم O(علی رغم الکترونگاتیوی شدید اکسیژن) را دارد. این پدیده باعث میشود کهاتم اکسیژن، با کشیدن چگالی الکترونی پیوند H-O از اتم H ، تفکیک آن راسرعت ببخشد و ترکیب را اسیدی بکند. هیپوکلرواسید ، HOCl ، اسیدی از ایننوع است.

هرچه الکترونگاتیوی Z بیشتر باشد، الکترونهای پیوند H-Oبه میزان بیشتری از اتم H دور میشوند و حذف پروتون آسانتر است: HOCl> HOBr > HOI . در اکسی اسیدهایی که اتمهای اکسیژن بیشتری به Zمتصل باشند، قدرت اسیدی با افزایش n ، زیاد میشود.

مهمترین اسیدهای قوی
مولکولهایاین اسیدها و در محلولهای آبی رقیق کاملا یونیزه است. اسیدهای قوی متعارفعبارتند از: اسید کلریدریک ، یدیدریک ، نیتریک ، سولفوریک ، پرکلریک است.

مهمترین اسیدهای ضعیف
یونیزاسیوناین اسیدها در آب کامل نمیباشد و هرگز به 100% نمیرسد. مثال متعارف آنها، اسید استیک ، اسید کربنیک ، اسیدفلوریدریک ، اسید نیترو و تا حدودی اسیدفسفریک است.

برخی از کاربردهای اسیدها
اسید سولفوریک
یکیاز اسیدهای معدنی قوی با فرمول H2SO4 ، مایعی روغنیشکل و بیرنگ است. یکمتاع سودمند صنعتی است که از آن در حد وسیعی در پالایش نفت و در کارخانجاتتولید کننده کودها ، رنگها ، رنگدانهها ، رنگینهها و مواد منفجرهاستفاده میشود.

اسید استیک
یک اسید آلی بصورت مایعی تند وبی رنگ با فرمول CH3COOH ، که اساس ترشی سرکه نیز میباشد. قسمت اعظماسیداستیک تولیدی دنیا ، مصرف واکنش با الکلها به منظور تولید استرهاییمیگردد که از آنها بعنوان بهترین حلالها در رنگ و جلا استفاده میشود.همچنین در کارخانجات داروسازی، عمل آوردن لاستیک طبیعی و تهیه چرم مصنوعیو به عنوان حلال برای بسیاری از ترکیبات آلی از اسید استیک استفادهمیشود.

اسید نیتریک
یک اسید قوی معدنی با فرمول HNO3میباشد که این اسید در کارخانجات تولید کودهای نیترات و فسفات آمونیوم ،مواد منفجره نیترو ، پلاستیکها ، رنگینهها و لاکها کاربر دارد.

اسید سولفونیک
ایناسیدها با فرمول عمومی HSO3R که R میتواند متان یا بنزن و ... باشد،محلول در آب ، غیر فرار و جاذب الرطوبهاند و به عنوان عوامل امولسیونکننده ، مواد افزودنی و روغنهای روان کننده و به عنوان جلوگیری از خوردگیو زنگ زدگی استفاده میگردد.

اسید کلریدریک
یکی از اسیدهایمعدنی قوی با فرمول HCl ، که مایعی بیرنگ یا اندکی زردرنگ ، بسیار خورندهو غیر آتشگیر است. این اسید در آب ، الکل ، بنزن حل میشود و در اسیدیکردن (فعال کردن) چاههای نفت ، پاک کردن رسوبات دیگهای بخار ، صنایع غذایی، تمیز کردن فلزات و ... استفاده میشود.