Kā noteikt skābju konjugētās bāzes

Jūs, bez šaubām, esat dzirdējuši skābes un, iespējams, var nosaukt dažus, tikai lasot pārtikas etiķetes: Citronskābe. Etiķskābe. Tajā pašā laikā jūs zināt, ka vismaz dažas skābes var būt kaitīgas, ja jūs tik daudz rīkojaties, tāpēc dažādām skābēm nepārprotami ir atšķirīgas īpašības, tostarp dažādas stiprības.

Bāzes arī visur pasaulē, kaut arī šķiet, ka kādu iemeslu dēļ viņi saņem mazāk publicitātes. Tāpat kā skābes, arī bāzes var kaitēt bioloģiskajiem un citiem materiāliem. Jūs esat saskāries ar spēcīgu bāzi mājsaimniecības veļas balinātāja veidā (NaClO vai nātrija hipohlorīts).

Skābes un bāzes gandrīz visos veidos ir savstarpēji papildinošas, un vienu pat var izmantot otra neitralizēšanai, tāpat kā iekšķīgi lietojot antacīds tabletes, lai apkarotu kuņģa skābi. Daļa no tā ir nomenklatūrā; kad skābes faktiski izturas kā skābes, tās kļūst par bāzēm un ir līdzīgas bāzu uzvedībai. Saprašana konjugētās skābes un bāzes ir būtiska, lai apgūtu ķīmiskās reakcijas.

Vēl 1600. gadu vidū

1923. gadā Johannes Brønsted un Tomass Lovijs formāli noteiktas skābes un bāzes ūdeņraža jonu (H⁺).

Skābes konjugāta bāze ir savienojums, kas paliek pēc tam, kad skābe ziedo ūdeņraža jonu, un bāzes konjugāta skābe ir savienojums, kas paliek pēc ūdeņraža jonu pieņemšanas bāze.

A Brønsted-Lowry skābe tāpēc ir vienkārši molekula, kas var ziedot ūdeņraža jonu (kas ir pozitīvi uzlādēts atoms) citai molekulai; šīs skābes paliekas sauc par tās konjugāta bāze. Piemēram, kad sālsskābe ziedo protonu hlorīda jons aiz muguras ir konjugāta bāze:

HCl → H⁺+ Cl⁻

Dažreiz skābe tiks pozitīvi uzlādēta pirms tā ūdeņraža jonu nodošanas, nevis neitrāla, kā tas ir HCl gadījumā. To var novērot ar amonija jons ziedojot protonu, lai kļūtu par konjugāta bāzi amonjaks:

NH₄⁺ → H⁺+ NH₃

Līdz šim jūs esat redzējuši piemērus savienojumiem ar formulām, kas padara acīmredzamu, vai molekula darbojas kā skābe vai kā bāze (vai attiecībā uz šo jautājumu kā neviena no tām). Ja redzat jonu, kurā nav iekļauti ūdeņraža atomi, piemēram, Cl⁻, jūs zināt, ka tā nevar būt skābe, jo tai nav protonu, bet ka tā varētu būt bāze, jo tas ir anjons ar lādiņu −1 un "vēlas" uzņemt protonu.

Bet kā ar savienojumiem ar vairākiem ūdeņraža atomiem, kas pieejami apmaiņai? Pareizā vidē savienojums, kas darbojas kā bāze pietiekami spēcīgas skābes klātbūtnē arī darbojas kā skābe pietiekami spēcīgas bāzes klātbūtnē. (Padomājiet par bāzēm kā par “ūdeņraža jonu ievilcējiem”. Šādu savienojumu sauc amfoterisks vai amfiotisks.

Klasisks piemērs ir dihidrogēnfosfāts jons H₂PO₄⁻. Spēcīgas skābes HBr klātbūtnē šī molekula viegli pieņem skābes ūdeņraža jonu, lai tas kļūtu fosforskābe (H₃PO4). Tomēr bāziskā hidroksīda (OH⁻) jonus, dihidrogēnfosfāts tā vietā ziedo protonu, lai kļūtu monohidrogēnfosfāts (HPO₄²⁻).

• H konjugētā bāze₂PO₄⁻

  tāpēc ir HPO₄²⁻un konjugāta skābe 

  H₂PO₄⁻ ir H₃PO₄.