Brez dvoma ste že slišali kisline in verjetno jih lahko naštejem le ob branju etiket živil: Citronska kislina. Ocetna kislina. Hkrati veste, da so lahko vsaj nekatere kisline škodljive, če z njimi ravnate, zato imajo različne kisline očitno različne lastnosti, vključno z različno jakostjo.
Baze so povsod po svetu, čeprav se zdi, da iz nekega razloga dobijo manj publicitete. Tako kot kisline lahko tudi baze škodujejo biološkim in drugim materialom. Naleteli ste na močno osnovo v obliki belila za gospodinjstvo (NaClO ali natrijev hipoklorit).
Kisline in baze se skorajda komplementarno dopolnjujejo in eno lahko uporabimo celo za "nevtralizacijo" druge, tako kot pri jemanju peroralno antacid tablete za boj proti želodčni kislini. Del tega je v nomenklaturi; ko se kisline dejansko obnašajo kot kisline, postanejo baze in prav tako za obnašanje baz. Razumevanje konjugirane kisline in baze je bistvenega pomena za obvladovanje kemijskih reakcij.
Zgodovina kislinsko-bazične kemije
Že sredi 1600-ih, Robert Boyle
, ki se je v tistem času zdel vključen v skoraj vsak kemijski eksperiment, je to ugotovil nekatere raztopine so imele lastnosti, kot je sposobnost poškodovanja potopljenih snovi ali njihove spremembe barve, in da bi te učinke lahko preprečili ali izničili z dodatkom alkalijskih spojin, za katere danes vemo, da so bazične.Leta 1923 je Johannes Brønsted in Thomas Lowry formalno opredeljene kisline in baze v smislu prenosa vodikovih ionov (H+).
Brønsted-Lowryjeve kisline
Konjugirana baza kisline je spojina, ki ostane po tem, ko kislina donira vodikov ion, in konjugirana kislina baze je spojina, ki ostane, potem ko vodikov ion sprejme osnova.
A Brønsted-Lowryjeva kislina je torej preprosto molekula, ki lahko da vodikov ion (ki je pozitivno nabit atom) drugi molekuli; ostanek te kisline se imenuje njen konjugirana osnova. Na primer, kdaj klorovodikova kislina donira proton, kloridni ion levo zadaj je konjugirana osnova:
HCl → H++ Kl−
Včasih bo kislina pozitivno napolnjena, preden bo darovala svoj vodikov ion, in ne nevtralna, kot v primeru HCl. To lahko opazimo pri amonijev ion darovanje protona, da postane konjugirana osnova amoniaka:
NH4+ → H++ NH3
H2PO4−: Kislina ali baza?
Doslej ste videli primere spojin s formulami, iz katerih je razvidno, ali molekula deluje kot kislina ali kot baza (ali v tem primeru ne kot nobena). Če vidite ion brez vključenih atomov vodika, na primer Cl−, saj veste, da ne more biti kislina, saj nima protonov, lahko pa je baza, saj je anion s polnitvijo -1 in "želi" prevzeti proton.
Kaj pa spojine z več vodikovimi atomi, ki so na voljo za izmenjavo? V pravem okolju lahko spojina, ki deluje kot baza v prisotnosti dovolj močne kisline tudi delujejo kot kislina v prisotnosti dovolj močne baze. (Mislite na baze kot na »vodik-ionske vlekače.« Takšna spojina se imenuje amfoterno ali amfiprotično.
Klasičen primer je dihidrogen fosfat ion H2PO4−. V prisotnosti močne kisline HBr ta molekula zlahka sprejme vodikov ion iz kisline, da postane fosforna kislina (H3PO4). Vendar v prisotnosti bazičnega hidroksida (OH−), dihidrogen fosfat namesto tega donira proton monohidrogen fosfat (HPO42−).
-
Konjugirana osnova H2PO4−
je torej HPO42−in konjugirana kislina
H2PO4− je H3PO4.
