Jak určit konjugované báze kyselin

O tom jste nepochybně slyšeli kyseliny a pravděpodobně jich jmenujeme jen ze čtení etiket na potravinách: Kyselina citronová. Octová kyselina. Současně víte, že alespoň některé kyseliny mohou být škodlivé, pokud s nimi zacházíte, takže různé kyseliny mají jasně různé vlastnosti, včetně různých sil.

Základny jsou také všude na světě, i když se zdá, že mají z nějakého důvodu menší publicitu. Stejně jako kyseliny mohou být zásady škodlivé pro biologické a jiné materiály. Setkali jste se se silnou základnou ve formě bělidla na prádlo pro domácnost (NaClO nebo chlornan sodný).

Kyseliny a zásady se doplňují téměř ve všech směrech a jednu lze dokonce použít k „neutralizaci“ druhé, jako při užívání orálních antacida tablety proti žaludeční kyselině. Část z toho je v nomenklatuře; když se kyseliny ve skutečnosti chovají jako kyseliny, stávají se zásadami a totéž platí pro chování zásad. Porozumění konjugovat kyseliny a zásady je zásadní pro zvládnutí chemických reakcí.

Už v polovině 16. století

V roce 1923 Johannes Brønsted a Thomas Lowry formálně definované kyseliny a zásady, pokud jde o přenos vodíkových iontů (H⁺).

Konjugovaná báze kyseliny je sloučenina, která zbývá poté, co je vodíkový ion dán kyselinou, a konjugovaná kyselina báze je sloučenina zbývající poté, co vodíkový ion přijme základna.

A Kyselina Brønsted-Lowry je tedy jednoduše molekula, která může darovat vodíkový iont (což je kladně nabitý atom) jiné molekule; zbytku této kyseliny se říká její konjugovaná báze. Například když kyselina chlorovodíková daruje proton, chloridový ion po sobě zanechal konjugovaný základ:

HCl → H⁺+ Cl⁻

Někdy bude kyselina pozitivně nabitá před darováním vodíkového iontu, spíše než neutrální, jako v případě HCl. To lze pozorovat pomocí amonný ion darování protonu, aby se stal konjugovanou bází amoniak:

NH₄⁺ → H⁺+ NH₃

Zatím jste viděli příklady sloučenin se vzorci, díky nimž je zřejmé, zda molekula funguje jako kyselina nebo jako báze (nebo, tedy, ani jedna). Pokud vidíte iont bez atomů vodíku, například Cl⁻víte, že to nemůže být kyselina, protože nemá žádné protony, ale že by to mohla být báze, protože je to anion s nábojem -1 a „dychtivý“ přijmout proton.

Ale co sloučeniny s více atomy vodíku dostupné pro výměnu? Ve správném prostředí může sloučenina, která funguje jako báze v přítomnosti dostatečně silné kyseliny taky působí v přítomnosti dostatečně silné báze jako kyselina. (Představte si báze jako „tahače vodíkových iontů.“ Takové sloučenině se říká amfoterní nebo amfiprotický.

Klasickým příkladem je dihydrogenfosforečnan iont H₂PO₄⁻. V přítomnosti silné kyseliny HBr tato molekula snadno přijímá vodíkový iont z kyseliny, aby se stala kyselina fosforečná (H₃PO4). Přesto v přítomnosti bazického hydroxidu (OH⁻) ionty, dihydrogenfosforečnan místo toho daruje proton monohydrogenfosforečnan (HPO₄²⁻).

• Konjugovaná báze H₂PO₄⁻

  je tedy HPO₄²⁻a konjugovaná kyselina z 

  H₂PO₄⁻ je H₃PO₄.