Definitie van Brønsted- en Lowry-theorie en zuur-basiskracht

Arrhenius definieerde de H-protonen⁺ als geïsoleerde soort, hoewel tegenwoordig bekend is dat in oplossing ze hebben hoge aantrekkingskracht met de moleculen van Water en vormen de hydroniumionen (H₃OF⁺). Op basis van deze concepten illustreren we uit de zuur-base-reactie verwijzend naar azijn, met azijnzuur verdund in water:

C₂ H₃ OF_2(ac)+ H₂ OF_(l) C₂ H₃ OF₂^-_(ac)+ H₃ OF⁺_(ac)

In dit geval is azijnzuur degene die een zure waterstof doneert, terwijl water fungeert als een base die het gedoneerde proton opneemt. Op hun beurt worden twee nieuwe ionische soorten gevormd, namelijk de geconjugeerde zuren en basen van de zuren en basen waarvan ze afkomstig zijn. In dit geval is de

soort C₂ H₃ OF₂^- is de geconjugeerde base van azijnzuur terwijl H₃ OF⁺ het is het geconjugeerde zuur van water. Daarom verschilt het geconjugeerde zuur-basepaar alleen in de aanwezigheid van een zure waterstof en bovendien wordt voldaan aan de premisse dat elk zuur zijn geconjugeerde base heeft en vice versa.

Laten we nu de volgende reactie bekijken:

NH_3(ac)+ H₂ OF_(l)↔NH₄⁺_(ac)+ OH^-_(ac)

In dit geval hebben we een geconjugeerd zuur-basepaar dat respectievelijk water en hydroxylionen is, en een base, ammoniak, met zijn geconjugeerde paar, de zure soort NH₄⁺.

Nu kun je je afvragen hoe het komt dat water zowel als zuur als als base werkt, dat? vaardigheid het staat bekend als amfoterisme. Dat is een substantie die op beide manieren kan werken, afhankelijk van met wie het wordt gecombineerd, is een amfotere stof.

Net zoals we geconjugeerde paren definiëren, hebben ze een eigenaardig kenmerk: hoe meer kracht zuur heeft het zuur van het paar, de lagere basische kracht heeft zijn geconjugeerde base, en het is analoog voor het geval van de basen, hoe groter de kracht van basiciteit die de base heeft, het geconjugeerde paar zal de kracht van de. verminderen zuur. Je vraagt ​​je misschien af, over welke kracht hebben we het?

Welnu, als een zuur sterk is, hebben we het over een soort die in staat is om zure waterstof volledig af te staan, al zijn protonen over te dragen aan water en zichzelf volledig te dissociëren. Anders zijn het de zwakke zuren, die gedeeltelijk worden geïoniseerd in een waterige oplossing, dit houdt in dat een deel van het zuur zal worden gevonden als gedissocieerde soorten en een deel zal zijn structuur behouden. Laten we eens kijken naar de volgende typische voorbeelden:

HCl_(G)+ H₂ OF_(l)→ Cl^-_(ac)+ H₃ OF⁺_(ac)

Dit is een sterk zuur, omdat het volledig dissocieert, en hetzelfde gebeurt met natriumhydroxide, dat een sterke base is:

NaOH_(s)→ Nee⁺_(ac)+ OH^-_(ac)

Als we ons de reactie van azijnzuur in een waterige oplossing herinneren, merken we op dat er een Evenwicht tussen soorten, aangezien de dissociatie niet volledig is en er daarom een ​​zuurgraadconstante is thermodynamica dat regelt het proces, dat wordt uitgedrukt in termen van de activiteiten van de soort; In verdunde oplossingen kan het echter worden geschat aan de hand van de molaire concentraties:

Ka = C₂ H₃ OF₂^-H₃ OF⁺/HC₂ H₃ OF₂

Terwijl we voor het geval van zwakke basen de mate kunnen beschrijven waarin die base geïoniseerd is als we het hebben over de thermodynamische constante van basiciteit, zoals het geval is voor ammoniak:

Kb = NH₄⁺Oh^-/NH₃

Deze constanten zijn getabelleerd bij referentietemperaturen, terwijl er ook een bibliografie is die de zuurgraad of basiciteit van bepaalde verbindingen aangeeft.

Ten slotte zullen we verwijzen naar de auto-ionisatie van water, zoals we al hebben gezien, water heeft zowel een base als een geconjugeerd zuur, waardoor dit fenomeen in zijn ionisatiereactie kan worden beschreven:

2H₂ OF_(l)OH^-_(ac)+ H₃ OF⁺_(ac)

We zouden dit proces kunnen definiëren zoals we eerder deden door middel van de betrokken constante, die zou zijn:

Kc = H₃ OF⁺Oh^-/ H₂ OF²

Met behulp van een wiskundige rangschikking zouden we het ionische product van water kunnen uitdrukken als de volgende constante:

Kw = H₃ OF⁺Oh^-

Waarvan de waarde bij 25ºC constant is en is: 1x10-14, wat inhoudt dat, als de oplossing neutraal is, dat wil zeggen gelijk hoeveelheid zuur die van base, elk van de concentraties van de ionensoort zal zijn: 1x10-7 mol / L.

Onderwerpen in de theorie van Brønsted en Lowry en zuur-basiskracht