化學中酸和堿的概念是在科學發展過程中不斷更新的.在19世紀末奧斯特瓦爾德的影響下,根據電解質離解的理論,化學界中形成了這樣的概念:氫離子是酸性的體現者,酸的強度與濃度成正比;氫氧離子則是堿性的體現者,堿的強度與濃度成正比。因而,酸堿中和作用就是氫離子和氫氧離子相互作用生成水的反應。在當時,這壹概念經過測定不同的酸堿的中和熱證明是符合事實的。
與此同時,人們在實驗中發現,除去雜質的純水具有微弱的導電性。因此,在水中遊離的的氫離子和氫氧根離子存在,而且,當時的人們已測定水中離子的濃度積為10-14。當時通常認為水的離解可能用下列方程表示:2H2O=H3O++OH-
其生成物是氫氧根離子。
同時,在25℃時測定純水的導電率,得出H+和OH-兩種粒子的濃度均為10-7mol/L。1909年,哥本哈根的化學家索倫森又提出了用氫離子濃度的負對數PH來表示氫離子濃度。
雖然為,根據電解質離解學說的原理,似乎關於酸和堿的概念已經很明確,但是在20世紀初由於發現了許多新的實驗事實,關於酸和堿的確切定義的問題又被提出來了。在當時的許多新發現中,最具代表性的事實乃是在醋酸鈉對鹽酸進行庫侖已法滴定時,所得到的滴定曲線和用堿滴定鹽酸時得到的曲線頗為相似。
早在1908年,英國曼徹斯特的科學家拉普斯根據測定水對醇溶液中酯化作用的影響提出,酸是氫離子的給予體(即質子的給予體),堿則是氫離子的接受體。1923年,英國劍橋大學的教授洛裏和丹麥布朗斯臺德,以及同是丹麥人的比約魯姆都同時而又各自獨立地擴展了這些概念。在3人之中,布朗斯臺德將酸堿理論發展得最完備。根據布氏的理論,酸應該是能給出質子的各種分子或離子(即質子給予接受體)。
依據布朗斯臺德的觀點來看,銨離子應該看成是酸,原因是它能夠給出質子而生成NH3;氨因此是堿,原因是它能夠接受質子。推而廣之,則酸中的陰離子可以看作堿。所以,酸所生成的鹽,理所應當呈堿性。布朗斯臺德的理論進壹步論證了不含氫的基(或離子)做質子給予體所需的條件。
同在1923年,路易斯提出了更壹般性的酸堿理論,並於1928年將其進壹步發展。在這裏,路易斯把原子價的電子學說作為他的新理論的基礎。據此,他認為堿是含有孤電子對的任何分子;酸是能夠與這種孤電子對相結合的基或分子。路易斯的酸堿理論認為,O、SO3、H+、NH4+等都是酸;而CN-、OH-等都是堿。用路易斯的理論可以解釋許多問題,諸如在滴定不含氫離子的溶液時,指示劑的顏色為什麽會改變等等。
在路易斯等人之後,蘇聯化學家烏薩諾維奇於1939年又提出了壹種新的關於酸堿反應;不含質子的物質大都可以看成是酸或堿。其實,烏薩諾維奇的理論在布朗斯臺德理論的基礎上對其作了很大的擴展,結果使之包羅萬象。他認為陽離子或陰離子或電子接受體都是酸;能夠接受任何陽離子或陰離子和電子的物質都是堿。如此壹來,他把鹽的生成反應,甚至氧化還原反應都看成酸堿的反應過程了。因此,酸堿的概念本身愈加模糊不清。
布朗斯臺德也好,路易斯和烏薩諾維奇也好,他們的理論各有利弊,關於酸和堿的概念及其理論有待進壹步完善。