Химики определяют сопряженные пары кислота-основание в терминах отсутствия или присутствия иона водорода или протона. Помня об этом, основание становится сопряженной кислотой, принимая протон, а кислота становится сопряженным основанием, отдавая его. Перенос протонов между кислотами и основаниями и их конъюгатами.

О сопряженных кислотно-основных парах

Теория кислот-оснований Бренстеда отличает кислоты и основания по способности кислот легко отдавать протоны и по основаниям принимать их. Другая особенность теории заключается в том, что кислоты и основания образуют то, что химики называют сопряженными парами; когда кислотный член пары отдает протон, он становится сопряженным основанием, а когда базовый член принимает протон, он становится сопряженной кислотой.

Откуда происходят протоны

Протон играет важную роль в химии кислот и оснований как своего рода ионная «валюта», проходящая вперед и назад между молекулами в растворе. В случае сильной кислоты, которая состоит из иона H + и некоторого отрицательного иона, протон происходит из кислоты, диссоциирующей на ее ионные компоненты в воде. В случае основания ион H + происходит из-за «кражи» водорода из H2O. Обратите внимание, что идея свободно плавающих ионов H + является удобной фикцией; на самом деле они не существуют в воде длительное время как «голые» протоны. Вместо этого избыток водорода связывается с водой, чтобы принять форму иона гидроксония, H3O +.

Примеры сопряженных кислот и оснований

Когда соляная кислота (HCl) растворяется в воде, она образует ион гидрония и хлоридный ион Cl-. В качестве иона хлорид становится сопряженным основанием HCl, а гидроний - сопряженной кислотой H2O. Серная кислота, H2SO4, имеет сульфат-ион SO4 (2-) в качестве основания конъюгата. Гидроксид натрия, NaOH, является сильным основанием, которое превращает протон в свободный ион натрия (Na +) и молекулу воды, которая в этом случае действует как сопряженная кислота. Обратите внимание, что сильные кислоты обычно имеют слабые сопряженные основания, а сильные основания имеют слабые сопряженные кислоты.

Роль воды

Вода играет несколько разных ролей в кислотно-основных реакциях. Во-первых, он действует как растворитель и диссоциирует соединения на ионы. Далее молекулы воды поглощают свободные ионы водорода, образуя гидроний. Наконец, в зависимости от реакции вода может стать сопряженной кислотой или основанием; даже если он технически нейтрален с pH 7, его относительная кислотность или щелочность позволяет ему действовать как слабая кислота или основание.