Kako odrediti konjugirane baze kiselina

Nema sumnje da ste čuli za to kiseline i vjerojatno mogu navesti nekoliko samo iz čitanja etiketa hrane: Limunska kiselina. Octena kiselina. Istodobno, znate da barem neke kiseline mogu biti štetne ako se s njima rukujete, pa različite kiseline očito imaju različita svojstva, uključujući različite jakosti.

Baze ima i svugdje u svijetu, iako se čini da iz nekog razloga dobivaju manje publiciteta. Kao i kiseline, baze mogu oštetiti biološke i druge materijale. Naišli ste na jaku bazu u obliku izbjeljivača za kućanstvo (NaClO ili natrijev hipoklorit).

Kiseline i lužine komplementarne su u gotovo svakom pogledu, a jedna se čak može koristiti za "neutraliziranje" druge, kao kod uzimanja oralnih pića antacid tablete za borbu protiv želučane kiseline. Dio toga je u nomenklaturi; kada se kiseline zapravo ponašaju poput kiselina, one postaju baze, što znači i za ponašanje baza. Razumijevanje konjugirane kiseline i baze je neophodno za savladavanje kemijskih reakcija.

Još sredinom 1600-ih,

1923. god. Johannes Brønsted i Thomas Lowry formalno definirane kiseline i baze u smislu prijenosa vodikovih iona (H⁺).

Konjugirana baza kiseline je spoj koji ostaje nakon što kiselina donira vodikov ion, a konjugirana kiselina baze je spoj koji ostaje nakon što jon vodikov ion prihvati baza.

A Brønsted-Lowryjeva kiselina je stoga jednostavno molekula koja može donirati vodikov ion (koji je pozitivno nabijeni atom) drugoj molekuli; ostatak te kiseline naziva se njezin konjugirana baza. Na primjer, kada klorovodična kiselina donira proton, kloridni ion iza nas je konjugirana baza:

HCl → H⁺+ Kl⁻

Ponekad će kiselina biti pozitivno nabijena prije doniranja svog vodikovog iona, a ne neutralna kao u slučaju HCl. To se može primijetiti kod amonijev ion doniranje protona da postane konjugirana baza amonijak:

NH₄⁺ → H⁺+ NH₃

Do sada ste vidjeli primjere spojeva s formulama koji jasno pokazuju djeluje li molekula kao kiselina ili kao baza (ili, u tom smislu, ni kao jedno ni drugo). Ako vidite ion bez atoma vodika, kao što je Cl⁻, znate da to ne može biti kiselina, jer nema protone, ali da bi mogla biti baza, jer je to anion s nabojem od -1 i "željan" preuzimanja protona.

Ali što je sa spojevima s više atoma vodika dostupnih za razmjenu? U pravom okruženju može spoj koji djeluje kao baza u prisutnosti dovoljno jake kiseline također djeluju kao kiselina u prisutnosti dovoljno jake baze. (Razmislite o bazama kao o „izvlačićima vodikovih iona“. Takav se spoj naziva amfoterni ili amfiprotski.

Klasičan primjer je dihidrogen fosfat ion H₂PO₄⁻. U prisutnosti jake kiseline HBr, ova molekula lako prihvaća vodikov ion iz kiseline da postane fosforna kiselina (H₃PO4). Ipak u prisutnosti bazičnog hidroksida (OH⁻), ioni, dihidrogen fosfat umjesto toga donira proton da postane monohidrogen fosfat (HPO₄²⁻).

• Konjugirana baza H₂PO₄⁻

  je dakle HPO₄²⁻i konjugirane kiseline od 

  H₂PO₄⁻ je H₃PO₄.