Ako určiť konjugované bázy kyselín

O čom ste nepochybne počuli kyselín a pravdepodobne ich vymenujeme len z čítania etikiet na potravinách: Kyselina citrónová. Octová kyselina. Zároveň viete, že aspoň niektoré kyseliny môžu byť škodlivé, pokiaľ s nimi budete manipulovať, takže rôzne kyseliny majú zjavne odlišné vlastnosti vrátane rôznych síl.

Bázy sú tiež všade na svete, hoci sa zdá, že z nejakého dôvodu majú menšiu publicitu. Rovnako ako kyseliny, aj zásady môžu byť škodlivé pre biologické a iné materiály. Stretli ste sa so silnou zásadou vo forme bielidla pre domácnosť (NaClO alebo chlórnan sodný).

Kyseliny a zásady sú takmer všetky komplementárne a jednu je možné dokonca použiť na „neutralizáciu“ druhej látky, ako je to pri perorálnom podaní. antacidum tablety na boj proti žalúdočnej kyseline. Časť z toho je v nomenklatúre; keď sa kyseliny v skutočnosti správajú ako kyseliny, stávajú sa z nich zásady a podobné správanie báz. Porozumenie konjugované kyseliny a zásady je nevyhnutný pre zvládnutie chemických reakcií.

Už v polovici 16. storočia Robert Boyle, ktorý sa zdal byť v tých časoch zapojený takmer do každého chemického experimentu, na to prišiel určité roztoky mali vlastnosti, ako napríklad schopnosť poškodiť ponorené látky alebo ich zmeniť farby, a že týmto účinkom je možné zabrániť alebo ich vylúčiť pridaním alkalických zlúčenín, o ktorých sa dnes vie, že sú zásadité.

V roku 1923 Johannes Brønsted a Thomas Lowry formálne definované kyseliny a zásady, pokiaľ ide o prenos vodíkových iónov (H⁺).

Konjugátová báza kyseliny je zlúčenina zostávajúca po tom, ako sa kyseline daruje vodíkový ión. a konjugovaná kyselina zásady je zlúčenina zostávajúca po prijatí vodíkového iónu organizmom základňa.

A Kyselina Brønsted-Lowry je preto jednoducho molekula, ktorá môže darovať vodíkový ión (ktorý je kladne nabitým atómom) inej molekule; pozostatok tejto kyseliny sa nazýva jej konjugovaný základ. Napríklad kedy kyselina chlorovodíková daruje protón, chloridový ión po sebe zostáva konjugovaná báza:

HCl → H⁺+ Cl⁻

Niekedy bude kyselina skôr, ako daruje svoj vodíkový ión, skôr nabitá než neutrálne, ako v prípade HCl. Toto možno pozorovať pri amónny ión darovaním protónu, aby sa stal konjugovanou bázou amoniak:

NH₄⁺ → H⁺+ NH₃

Doteraz ste videli príklady zlúčenín so vzorcami, z ktorých je zrejmé, či molekula funguje ako kyselina alebo ako zásada (alebo, teda, ani jedna). Ak vidíte ión bez zahrnutých atómov vodíka, napríklad Cl⁻, viete, že to nemôže byť kyselina, pretože nemá protóny, ale že by to mohla byť báza, pretože je to anión s nábojom −1 a „dychtivý“ prijať protón.

Čo však so zlúčeninami s viacerými atómami vodíka, ktoré sú k dispozícii na výmenu? V správnom prostredí môže zlúčenina, ktorá funguje ako báza v prítomnosti dostatočne silnej kyseliny tiež pôsobia ako kyselina v prítomnosti dostatočne silnej bázy. (Predstavte si bázy ako „ťahače vodíkových iónov.“ Takáto zlúčenina sa nazýva amfotérny alebo amfiprotický.

Klasickým príkladom je dihydrogenfosforečnan ión H₂PO₄⁻. V prítomnosti silnej kyseliny HBr táto molekula ľahko prijíma vodíkový ión z kyseliny, aby sa z nej stal kyselina fosforečná (H₃PO4). Zatiaľ v prítomnosti bázického hydroxidu (OH⁻) ióny, dihydrogénfosforečnan namiesto toho daruje protón monohydrogenfosforečnan (HPO₄²⁻).

• Konjugovaná báza H₂PO₄⁻

  je teda HPO₄²⁻a konjugovaná kyselina z 

  H₂PO₄⁻ je H₃PO₄.