Определение на теорията на Брьонстед и Лоури и киселинно-основната сила

Арениус дефинира H протоните⁺ като изолиран вид, въпреки че днес е известно, че в решение имат високо атракция с молекулите на Вода и се намират, образуващи хидрониеви йони (H₃ИЛИ⁺). Въз основа на тези концепции ние илюстрираме от киселинно-алкалната реакция, отнасяща се до оцет, с оцетна киселина, разредена във вода:

° С₂ Х₃ ИЛИ_2(ac)+ H₂ ИЛИ_(л) ↔ C₂ Х₃ ИЛИ₂^-_(ac)+ H₃ ИЛИ⁺_(ac)

В този случай оцетната киселина е тази, която дарява кисел водород, докато водата действа като основа, приемаща дарения протон. От своя страна се образуват два нови йонни вида, които са конюгирани киселини и основи на киселините и основите, от които идват. В този случай,

видове ° С₂ Х₃ ИЛИ₂^- е конюгираната основа на оцетната киселина, докато H₃ ИЛИ⁺ това е конюгираната киселина на водата. Следователно, конюгираната киселинно-алкална двойка се различава само в присъствието на кисел водород и освен това е изпълнена предпоставката, че всяка киселина има своя конюгирана основа и обратно.

Сега нека разгледаме следната реакция:

NH_3(ac)+ H₂ ИЛИ_(л)↔NH₄⁺_(ac)+ OH^-_(ac)

В този случай имаме конюгирана двойка киселина-база, която е съответно вода и хидроксил йон, и основа, амоняк, с нейната конюгирана двойка, киселинният вид NH₄⁺.

Сега може да се чудите как водата действа и като киселина, и като основа способност известен е като амфотеризъм. Това е вещество което може да действа и по двата начина в зависимост от това с кого се комбинира е амфотерно вещество.

Точно както ние дефинираме спрегнатите двойки, те имат особена характеристика: колкото повече сила киселината има киселината на двойката, по-ниската основна сила ще има своя конюгирана основа и това е аналогично за случая на основите, колкото по-голяма е силата на основността на основата, нейната конюгирана двойка ще намали силата на киселина. Може би се чудите за каква сила говорим?

Е, когато една киселина е силна, говорим за вид, който е способен напълно да отдаде кисел водород, да прехвърли всичките си протони във вода и напълно да се дисоциира. В противен случай слабите киселини са частично йонизирани във воден разтвор, това означава, че част от киселината ще се намери като дисоцииран вид, а част ще запази структурата си. Нека разгледаме следните типични примери:

HCl_(ж)+ H₂ ИЛИ_(л)→ Кл^-_(ac)+ H₃ ИЛИ⁺_(ac)

Това е силна киселина, тъй като тя се дисоциира напълно и подобно се случва с натриевия хидроксид, който е силна основа:

NaOH_(с)→ На⁺_(ac)+ OH^-_(ac)

Ако си спомним реакцията на оцетната киселина във воден разтвор, отбелязваме, че има a Баланс между видовете, тъй като дисоциацията не е пълна и следователно има константа на киселинност термодинамика който управлява процеса, който се изразява в дейностите на вида; Въпреки това, в разредени разтвори, той може да бъде оценен чрез моларните концентрации:

Ka = C₂ Х₃ ИЛИ₂^-Х₃ ИЛИ⁺/HC₂ Х₃ ИЛИ₂

Докато за случая на слаби основи можем да опишем степента, до която споменатата база е йонизирана, ако говорим за нейната термодинамична константа на основност, такъв е случаят с амоняка:

Kb = NH₄⁺ох^-/NH₃

Тези константи са представени в таблица при референтни температури, като има и библиография, която показва нивото на киселинност или основност на определени съединения.

И накрая, ще се позоваваме на автойонизацията на водата, както вече видяхме, водата има както основа, така и конюгирана киселина, като можем да опишем това явление в нейната йонизираща реакция:

2H₂ ИЛИ_(л)↔ О^-_(ac)+ H₃ ИЛИ⁺_(ac)

Бихме могли да дефинираме този процес, както направихме преди, чрез включената константа, която би била:

Kc = H₃ ИЛИ⁺ох^-/ Х₂ ИЛИ²

Използвайки математическа подредба, бихме могли да изразим йонния продукт на водата като следната константа:

Kw = H₃ ИЛИ⁺ох^-

Чиято стойност при 25ºC е постоянна и е: 1x10-14, което означава, че ако разтворът е неутрален, тоест равен количество киселина, това на основата, всяка от концентрациите на йонните видове ще бъде: 1x10-7 мол/л.

Теми от теорията на Брьонстед и Лоури и киселинно-основната сила