Kuidas määrata hapete konjugeeritud aluseid

Te pole kahtlustagi kuulnud happed ja võib ilmselt nimetada vaid mõnda toidumärgiste lugemisest: Sidrunhape. Äädikhape. Samal ajal teate, et vähemalt mõned happed võivad olla kahjulikud, kui nendega nii palju tegelete, nii et erinevatel hapetel on selgelt erinevad omadused, sealhulgas erinevad tugevused.

Alused on ka kõikjal maailmas, ehkki neid näib mingil põhjusel vähem reklaamivat. Nagu happed, võivad ka alused kahjustada bioloogilisi ja muid materjale. Olete kohanud tugevat alust kodumajapidamises kasutatava pesuvalgendi (NaClO või naatriumhüpokloriti) kujul.

Happed ja alused on peaaegu igas mõttes üksteist täiendavad ja üht võib kasutada isegi teise "neutraliseerimiseks", näiteks suukaudse manustamise korral. antatsiid tabletid maohappega võitlemiseks. Osa sellest on nomenklatuuris; kui happed tegelikult käituvad nagu happed, muutuvad nad alusteks ja võrduvad aluste käitumisega. Mõistmine konjugaathapped ja alused on keemiliste reaktsioonide juhtimiseks hädavajalik.

Juba 1600ndate keskel Robert Boyle, kes näis neil päevil osalevat peaaegu igas keemiakatses, sai sellest aru teatud lahused omasid selliseid omadusi nagu võime kahjustada kastetud aineid või neid muuta värvid, ja et neid mõjusid oleks võimalik vältida või eitada leelisühendite lisamisega, mis on tänapäeval teadaolevalt aluselised.

1923. aastal Johannes Brønsted ja Thomas Lowry ametlikult määratletud happed ja alused vesinikioonide (H⁺).

Happe konjugaataluseks on ühend, mis jääb alles pärast seda, kui hape on andnud vesiniku iooni, ja aluse konjugaathape on ühend, mis jääb alles pärast vesinikioonide aktsepteerimist alus.

A Brønsted-Lowry hape on seega lihtsalt molekul, mis võib loovutada vesinikioon (mis on positiivselt laetud aatom) teisele molekulile; selle happe jääki nimetatakse selle konjugaadi alus. Näiteks millal vesinikkloriidhape annetab prootoni, kloriidioon maha jääb konjugaatalus:

HCl → H⁺+ Cl⁻

Mõnikord on hape enne vesinikioonide annetamist positiivselt laetud, mitte neutraalne, nagu HCl korral. Seda võib täheldada ammooniumiioon konjugaadi alusena prootoni annetamine ammoniaak:

NH₄⁺ → H⁺+ NH₃

Siiani olete näinud näiteid ühenditest valemitega, mis muudavad selgeks, kas molekul toimib happe või alusena (või mis siis, kui kumbki). Kui näete iooni, milles pole vesinikuaatomit, näiteks Cl⁻, teate, et see ei saa olla hape, kuna sellel pole prootoneid, kuid see võib olla alus, kuna see on anioon laenguga −1 ja "innukas" prootoni omaks võtma.

Aga kuidas on mitme vahetatava vesinikuaatomiga ühenditega? Õiges keskkonnas saab piisavalt tugeva happe juuresolekul alusena toimiv ühend ka toimida happena piisavalt tugeva aluse juuresolekul. (Mõelge alustest kui "vesinik-ioonitõmbajatele". Sellist ühendit nimetatakse amfoteeriline või amfrootiline.

Klassikaline näide on divesinikfosfaat ioon H₂PO₄⁻. Tugeva happe HBr juuresolekul aktsepteerib see molekul hõlpsasti happest saadavat vesinikiooni fosforhappe (H₃PO4). Kuid aluselise hüdroksiidi (OH⁻) ioonid, loovutab divesinikfosfaat selle saamiseks prootoni monivesinikfosfaat (HPO₄²⁻).

• H konjugaatalus₂PO₄⁻

  on seega HPO₄²⁻ja konjugaathape 

  H₂PO₄⁻ on H₃PO₄.