Как да определим конюгирани основи на киселини

Несъмнено сте чували за киселини и вероятно може да посочи няколко само от четенето на етикетите на храните: Лимонена киселина. Оцетна киселина. В същото време знаете, че поне някои киселини могат да бъдат вредни, ако се борите с тях, така че различните киселини очевидно имат различни свойства, включително различни концентрации.

Основи също са навсякъде по света, въпреки че изглежда получават по-малко публичност по някаква причина. Подобно на киселините, основите могат да навредят на биологични и други материали. Срещнали сте силна основа под формата на домакински белина за пране (NaClO или натриев хипохлорит).

Киселините и основите се допълват по почти всеки начин и едната дори може да се използва за „неутрализиране“ на другата, както при приемането през устата антиацид таблетки за борба със стомашната киселина. Част от това е в номенклатурата; когато киселините действително се държат като киселини, те се превръщат в основи и също така за поведението на основите. Разбиране конюгирани киселини и основи е от съществено значение за овладяването на химичните реакции.

Още в средата на 1600-те, Робърт Бойл, който изглежда е участвал в почти всеки експеримент по химия в онези дни, разбра това някои разтвори имат свойства като способността да увреждат потопените вещества или да променят техните цветове, и че тези ефекти могат да бъдат предотвратени или опровергани чрез добавяне на алкални съединения, които днес са известни като основни.

През 1923 г. Йоханес Бронстед и Томас Лоури формално дефинирани киселини и основи по отношение на трансфера на водородни йони (Н⁺).

Конюгираната основа на киселина е съединението, останало след отделянето на водороден йон от киселината, и конюгираната киселина на основа е съединението, останало след приемането на водороден йон от база.

A Бронстед-Лоури киселина следователно е просто молекула, която може да отдаде водороден йон (който е положително зареден атом) на друга молекула; остатъкът от тази киселина се нарича нейната конюгирана основа. Например кога солна киселина дарява протон, хлориден йон отляво е спряганата основа:

HCl → H⁺+ Cl⁻

Понякога киселината ще бъде заредена положително, преди да отдаде своя водороден йон, а не неутрална, както в случая на HCl. Това може да се наблюдава с амониев йон даряване на протон, за да се превърне в конюгирана основа амоняк:

NH₄⁺ → H⁺+ NH₃

Досега сте виждали примери за съединения с формули, които правят ясно дали молекулата функционира като киселина или като основа (или, в този смисъл, като нито едно от двете). Ако видите йон без включени водородни атоми, като Cl⁻, знаете, че не може да бъде киселина, тъй като няма протони, но че може да е основа, тъй като е анион със заряд -1 и "нетърпелив" да поеме протон.

Но какво ще кажете за съединения с множество водородни атоми, налични за обмен? В подходящата среда съединение, което функционира като основа в присъствието на достатъчно силна киселина, може също действат като киселина в присъствието на достатъчно силна основа. (Помислете за основите като за „водород-йонни издърпвачи“. Такова съединение се нарича амфотерни или амфипротични.

Класически пример е дихидроген фосфат йон H₂PO₄⁻. В присъствието на силната киселина HBr, тази молекула лесно приема водородния йон от киселината да се превърне фосфорна киселина (H₃PO4). И все пак в присъствието на основен хидроксид (OH⁻) йони, дихидроген фосфат вместо това дарява протон, за да стане монохидроген фосфат (HPO₄²⁻).

• Конюгираната основа на H₂PO₄⁻

  следователно е HPO₄²⁻и конюгираната киселина на 

  З.₂PO₄⁻ е Н₃PO₄.