Cum se determină bazele conjugate de acizi

Nu ați auzit, fără îndoială acizi și poate numi probabil doar câteva din citirea etichetelor alimentelor: Acid citric. Acid acetic. În același timp, știi că cel puțin unii acizi pot fi dăunători dacă îi manipulezi, astfel încât acizi diferiți au în mod clar proprietăți diferite, inclusiv concentrații diferite.

Bazele sunt peste tot în lume, deși par să obțină mai puțină publicitate din anumite motive. La fel ca acizii, bazele pot dăuna materialelor biologice și a altor materiale. Ați întâlnit o bază puternică sub formă de înălbitor pentru rufe de uz casnic (NaClO sau hipoclorit de sodiu).

Acizii și bazele sunt complementare în aproape toate modurile și unul poate fi folosit chiar pentru a „neutraliza” celălalt, ca și în cazul administrării orale antiacid tablete pentru combaterea acidului stomacal. O parte din aceasta se află în nomenclatură; atunci când acizii se comportă de fapt ca acizii, ei devin baze și exact pentru comportamentul bazelor. Înţelegere acizi și baze conjugate este esențială pentru stăpânirea reacțiilor chimice.

Încă de la mijlocul anilor 1600, Robert Boyle, care părea să fie implicat în aproape fiecare experiment chimic în acele zile, a dat seama că anumite soluții au proprietăți precum capacitatea de a deteriora substanțele scufundate sau de a le schimba culori, și că aceste efecte ar putea fi prevenite sau negate prin adăugarea de compuși alcalini, despre care astăzi se știe că sunt de bază.

În 1923, Johannes Brønsted și Thomas Lowry acizi și baze definite formal în ceea ce privește transferul ionilor de hidrogen (H⁺).

Baza conjugată a unui acid este compusul rămas după ce un ion hidrogen este donat de acid, iar acidul conjugat al unei baze este compusul rămas după ce un ion hidrogen este acceptat de către baza.

A Acid Brønsted-Lowry este deci pur și simplu o moleculă care poate dona un ion hidrogen (care este un atom încărcat pozitiv) unei alte molecule; rămășița acelui acid este numită a sa bază conjugată. De exemplu, când acid clorhidric donează un proton, ion clorură lăsată în urmă este baza conjugată:

HCl → H⁺+ Cl⁻

Uneori, un acid va fi încărcat pozitiv înainte de a-și dona ionul de hidrogen, mai degrabă decât neutru ca în cazul HCl. Acest lucru poate fi observat cu ion amoniu donând un proton pentru a deveni baza conjugată amoniac:

NH₄⁺ → H⁺+ NH₃

Până acum, ați văzut exemple de compuși cu formule care fac evident dacă molecula funcționează ca un acid sau ca o bază (sau, de altfel, ca niciuna dintre ele). Dacă vedeți un ion fără atomi de hidrogen inclus, cum ar fi Cl⁻, știți că nu poate fi un acid, deoarece nu are protoni, dar că ar putea fi o bază, deoarece este un anion cu o sarcină de -1 și „dornic” să preia un proton.

Dar cum rămâne cu compușii cu mai mulți atomi de hidrogen disponibili pentru schimb? În mediul potrivit, un compus care funcționează ca bază în prezența unui acid suficient de puternic poate de asemenea acționează ca un acid în prezența unei baze suficient de puternice. (Gândiți-vă la baze ca la „extrageri de ioni de hidrogen”. Un astfel de compus se numește amfoteric sau amfiprotic.

Un exemplu clasic este dihidrogen fosfat ion H₂PO₄⁻. În prezența acidului puternic HBr, această moleculă acceptă cu ușurință ionul hidrogen din acid pentru a deveni acid fosforic (H₃PO4). Totuși, în prezența hidroxidului bazic (OH⁻) ioni, fosfatul dihidrogen donează în schimb un proton pentru a deveni monohidrogen fosfat (HPO₄²⁻).

• Baza conjugată a lui H₂PO₄⁻

  este deci HPO₄²⁻, și acidul conjugat al 

  H₂PO₄⁻ este H₃PO₄.