Acizi și baze Perechi acid-bază conjugate
Prin urmare, din această ecuație putem concluziona că, conform lui Brønsted, HCl se comportă ca un acid, deoarece eliberează un proton. Apa se comportă ca o bază Brønsted, deoarece absoarbe un proton, care a fost criteriul unei baze. Deoarece HCl poate degaja doar un proton, acidul clorhidric se numește acid cu un singur proton. Cu toate acestea, există și acizi multi-protonici. Un exemplu de astfel de acid multi-protonic ar fi acidul fosforic (H3PO4). După cum puteți vedea cu ușurință, acidul fosforic conține 3 atomi de hidrogen. Dacă acidul fosforic eliberează acum unul dintre acești 3 protoni, mai sunt doi.
Deoarece acidul fosforic poate elibera și mai mulți protoni, eliberarea primului proton este cunoscută și ca prima etapă de protoliză. A doua etapă a protolizei ar fi următoarea:
Și a treia etapă a protolizei:
Produsul obținut este ceea ce este, de asemenea, cunoscut sub numele de ion fosfat. După cum este ușor de văzut, ionul fosfat nu conține alți atomi de hidrogen care ar putea fi eliberați ca protoni. Astfel, ionul fosfat nu mai este un acid și se știe că acidul fosforic are doar 3 niveluri de protoliză. Numărul de protoni inițiali care pot fi eliberați determină, de asemenea, numărul de etape de protoliză. De obicei, aciditatea scade odată cu nivelul de protoliză. Aceasta înseamnă că puterea acidă a acidului fosforic până la ionul fosfat poate fi descrisă după cum urmează:
- H3PO4> H2PO4-> HPO42-
Perechi acid-bază conjugate
Dacă notăm acidul cu HX și baza sa corespunzătoare ca X-, se poate înregistra următoarea reacție cu apa:
Cu toate acestea, întrucât atât reacția directă cât și reacția inversă au loc, această reacție poate fi scrisă și după cum urmează:
Singura diferență vizibilă între HX și X- este protonul lipsă. În consecință, baza este forma deprotonată a acidului. Astfel de perechi acid-bază, care diferă cu un singur proton, sunt denumite perechi acid-bază corespunzătoare. Ca un exemplu de pereche acid-bază corespunzătoare, luați în considerare reacția deja cunoscută a acidului clorhidric cu apă.
În acest caz, desigur, acidul clorhidric este acidul. Prin urmare, apa acționează ca bază. Acidul clorhidric degajă un proton în apă. Acest lucru creează un anion clorură și oxoniu. Anionul clorură corespunde exact acidului clorhidric - cu excepția protonului lipsă. Din acest motiv, anionul clorură este baza corespunzătoare acidului clorhidric. Pe de altă parte, Oxonium corespunde exact apei - cu excepția protonului adăugat. Deoarece oxoniul este forma protonată a apei, este și acidul corespunzător apei de bază. Relația este ilustrată în graficul de mai jos.
De asemenea, perechile acid-bază conjugate pot fi găsite și pentru reacțiile în care apa reacționează ca un acid. În exemplul următor, amoniacul este utilizat ca bază. Amoniacul (NH3) poate absorbi un alt proton și reacționează pentru a forma ionul de amoniu. Apa eliberează, de asemenea, un proton și formează hidroxid.
Dacă priviți reacția inversă, NH4 + degajă un proton, motiv pentru care reacționează ca un acid (conjugat). OH-, pe de altă parte, preia un proton în reacția inversă, motiv pentru care reacționează ca bază (conjugată).