Bronstedo Lowry rūgščių ir bazių teorija

Brønstedo-Lowry rūgšties-bazės teorija (arba Bronstedo Lowry teorija) nustato stiprios ir silpnos rūgštys ir pagrindai pagal tai, ar rūšis priima, ar dovanoja protonai arba H⁺. Remiantis teorija, rūgštis ir bazė reaguoja tarpusavyje, sukeldami rūgšties susidarymą konjuguota bazė ir pagrindas suformuoti konjuguota rūgštis keičiantis protonui. Teoriją savarankiškai pasiūlė Johannes Nicolaus Brønsted ir Thomas Martin Lowry 1923 m.

Iš esmės Brønstedo-Lowry rūgšties-bazės teorija yra bendra Arrhenijaus teorija rūgščių ir bazių. Remiantis Arrhenijaus teorija, Arrhenijaus rūgštis gali padidinti vandenilio joną (H⁺) koncentracija vandeniniame tirpale, o Arrhenijaus bazė yra rūšis, galinti padidinti hidroksido joną (OH^-) koncentracija vandenyje. Arrhenijaus teorija yra ribota, nes joje nustatomos tik rūgščių ir šarmų reakcijos vandenyje. Bronstedo-Lowry teorija yra labiau įtraukianti apibrėžtis, galinti apibūdinti rūgšties ir šarmo elgseną esant įvairesnėms sąlygoms. Nepriklausomai nuo tirpiklio, Bronstedo-Lowry rūgšties-bazės reakcija įvyksta, kai protonas perkeliamas iš vieno reagento į kitą.

Pagrindiniai išparduodami produktai: Brønstedo-Lowry rūgšties-bazės teorija

• Bronstedo-Lowry rūgštis yra cheminė rūšis, galinti duoti protoną arba vandenilio katijoną.
• Bronstedo-Lowry bazė yra cheminė rūšis, galinti priimti protoną. Kitaip tariant, tai yra rūšis, kuri turi vienišų elektronų pora galima jungti su H⁺.
• Po to, kai Bronstedo-Lowry rūgštis paaukoja protoną, ji suformuoja savo konjuguotą bazę. Bronsted-Lowry bazės konjuguota rūgštis susidaro, kai ji priima protoną. Konjuguotos rūgšties ir šarmo pora turi tą pačią molekulinę formulę kaip ir pirminė rūgšties-šarmo pora, išskyrus tai, kad rūgštis turi dar vieną H⁺ palyginti su konjuguota baze.
• Stiprios rūgštys ir bazės yra apibūdinami kaip junginiai, kurie visiškai jonizuojasi vandenyje arba vandeniniame tirpale. Silpnos rūgštys ir bazės išsiskiria tik iš dalies.
• Pagal šią teoriją vanduo yra amfoterinis ir gali veikti kaip Bronstedo-Lowry rūgštis ir kaip Bronsted-Lowry bazė.

Skirtingai nuo Arrhenijaus rūgšties ir bazių, Bronstedo-Lowry rūgščių-bazių poros gali susidaryti be a reakcija vandeniniame tirpale. Pavyzdžiui, amoniakas ir vandenilio chloridas gali reaguoti, sudarydami kietą amonio chloridą, atlikdami tokią reakciją:

NH₃(g) + HCl (g) → NH₄Cl (s)

Šioje reakcijoje Bronstedo-Lowry rūgštis yra HCl, nes ji paaukoja vandenilį (protoną) į NH₃, „Bronsted-Lowry“ bazė. Kadangi reakcija nevyksta vandenyje ir dėl to, kad nei vienas reagentas nesudarė H⁺ arba OH^-, tai pagal Arrhenijaus apibrėžimą nebūtų rūgšties ir šarmo reakcija.

Reakcijai tarp druskos rūgšties ir vandens nesunku nustatyti konjuguotų rūgščių ir šarmų poras:

HCl (aq) + H₂O (l) → H₃O⁺ + Kl^-(aq)

Vandenilio chlorido rūgštis yra Bronsted-Lowry rūgštis, o vanduo yra Bronsted-Lowry bazė. Konjuguota vandenilio druskos rūgšties bazė yra chlorido jonas, o konjuguota rūgštis vandeniui yra hidronio jonas.

Paprašytas nustatyti, ar cheminėje reakcijoje yra stiprios rūgštys ar bazės, ar silpnos, tai padeda pažvelgti į rodyklę tarp reagentų ir produktų. Stipri rūgštis arba bazė visiškai disocijuojasi su savo jonais, pasibaigus reakcijai, nepalieka jokių nesusijusių jonų. Rodyklė paprastai nukreipta iš kairės į dešinę.

Kita vertus, silpnos rūgštys ir bazės visiškai neišsiskiria, todėl reakcijos rodyklė rodo tiek į kairę, tiek į dešinę. Tai rodo, kad susidaro dinaminė pusiausvyra, kurioje silpna rūgštis arba bazė ir jos disocijuota forma lieka tirpale.

Silpnos rūgšties acto rūgšties disociacijos pavyzdys, kad vandenyje susidaro hidronio ir acetato jonai:

CH₃COOH (aq) + H₂O (l) ⇌ H₃O⁺(aq) + CH₃COO^-(aq)

Praktiškai jūsų gali būti paprašyta parašyti reakciją, o ne ją duoti jums. Gera mintis prisiminti trumpą stipriųjų rūgščių sąrašas ir stiprios bazės. Kitos rūšys, galinčios perduoti protonus, yra silpnos rūgštys ir bazės.

Kai kurie junginiai, priklausomai nuo situacijos, gali veikti kaip silpna rūgštis arba silpna bazė. Pavyzdys yra vandenilio fosfatas, HPO₄^2-, kuris vandenyje gali veikti kaip rūgštis arba bazė. Kai galimos skirtingos reakcijos, nustatant, kokiu būdu reakcija vyks, naudojamos pusiausvyros konstantos ir pH.