Brønsted-Lowryova teorie báze kyseliny (nebo Bronsted Lowryova teorie) identifikuje silné a slabé kyseliny a základny založené na tom, zda druh přijímá nebo daruje protony nebo H+. Podle teorie, kyselina a báze reagují spolu navzájem, což způsobuje, že kyselina tvoří konjugovaná báze a základna pro její vytvoření konjugovaná kyselina výměnou protonu. Teorii navrhli nezávisle Johannes Nicolaus Brønsted a Thomas Martin Lowry v roce 1923.
V zásadě je Brønsted-Lowryova teorie báze kyselin obecnou formou Arrheniova teorie kyselin a zásad. Podle Arrheniovy teorie je kyselina Arrhenius taková, která může zvýšit iont vodíku (H+) koncentrace ve vodném roztoku, zatímco arrheniová báze je druh, který může zvýšit hydroxidový ion (OH-) koncentrace ve vodě. Arrheniova teorie je omezená, protože identifikuje pouze acidobazické reakce ve vodě. Bronstedova-Lowryova teorie je inkluzivnější definice, která je schopna popsat chování kyseliny a báze za širšího spektra podmínek. Bez ohledu na rozpouštědlo dochází k reakci Bronsted-Lowryho kyselé báze, kdykoli je proton přenesen z jednoho reakčního činidla na druhého.
Klíčové cesty: Brønsted-Lowryova teorie kyseliny
- Podle Brønstedovy-Lowryovy teorie je kyselina chemický druh schopný darovat protonový nebo vodíkový kation.
- Báze je zase schopna přijmout ve vodném roztoku protonový nebo vodíkový ion.
- Johannes Nicolaus Brønsted a Thomas Martin Lowry nezávisle popsali kyseliny a báze tímto způsobem v roce 1923, takže teorie obvykle nese obě jejich jména.
Hlavní body Bronstedovy teorie Lowryho
- Kyselina Bronsted-Lowry je chemický druh schopný darovat protonový nebo vodíkový kation.
- Bronstedova-Lowryova báze je chemický druh schopný přijmout proton. Jinými slovy, jedná se o druh, který má osamělý elektronový pár k dispozici pro vazbu na H+.
- Poté, co kyselina Bronsted-Lowry daruje proton, vytvoří svou konjugovanou bázi. Konjugovaná kyselina Bronstedovy-Lowryovy báze se vytvoří, jakmile přijme proton. Konjugovaný pár kyselina-báze má stejný molekulární vzorec jako původní pár kyselina-báze, kromě toho, že kyselina má ještě jeden H+ ve srovnání s konjugovanou bází.
- Silné kyseliny a báze jsou definovány jako sloučeniny, které zcela ionizují ve vodě nebo vodném roztoku. Slabé kyseliny a báze se disociovají jen částečně.
- Podle této teorie je voda amfoterní a může působit jako Bronstedova-Lowryova kyselina a Bronsted-Lowryova báze.
Příklad identifikace Brønsted-Lowry kyselin a zásad
Na rozdíl od kyseliny a báze Arrhenius se páry Bronsted-Lowry-kyselina-báze mohou tvořit bez a reakce ve vodném roztoku. Například amoniak a chlorovodík mohou reagovat za vzniku pevného chloridu amonného podle následující reakce:
NH3(g) + HCI (g) → NH4Cl (s)
V této reakci je kyselina Bronsted-Lowry HC1, protože daruje vodík (proton) NH3, základna Bronsted-Lowry. Protože k reakci nedochází ve vodě a protože ani jeden reaktant netvoří H+ nebo OH-, podle Arrheniovy definice by to nebyla acidobazická reakce.
Pro reakci mezi kyselinou chlorovodíkovou a vodou je snadné identifikovat páry konjugovaných kyselin-báze:
HCI (aq) + H2O (l) → H3Ó+ + Cl-(aq)
Kyselina chlorovodíková je Bronsted-Lowryova kyselina, zatímco voda je základna Bronsted-Lowry. Konjugovanou bází pro kyselinu chlorovodíkovou je chloridový ion, zatímco konjugovanou kyselinou pro vodu je hydroniový ion.
Silné a slabé Lowry-Bronstedovy kyseliny a báze
Na dotaz, zda chemická reakce zahrnuje silné kyseliny nebo báze nebo slabé, pomáhá podívat se na šipku mezi reakčními složkami a produkty. Silná kyselina nebo báze se kompletně disociuje na své ionty a po ukončení reakce nezůstanou žádné nedisociované ionty. Šipka obvykle ukazuje zleva doprava.
Na druhé straně, slabé kyseliny a báze se úplně nerozpadají, takže reakční šipka ukazuje doleva i doprava. To znamená, že je vytvořena dynamická rovnováha, ve které slabá kyselina nebo báze a její disociovaná forma zůstávají v roztoku přítomny.
Příklad, pokud disociace slabé kyseliny octové za vzniku iontů hydronia a acetátu ve vodě:
CH3COOH (aq) + H2O (l) ⇌ H3Ó+(aq) + CH3VRKAT-(aq)
V praxi můžete být požádáni, abyste napsali reakci, spíše než vám ji dali. Je to dobrý nápad zapamatovat si ten krátký seznam silných kyselin a silné základy. Jiné druhy schopné přenosu protonů jsou slabé kyseliny a báze.
Některé sloučeniny mohou v závislosti na situaci působit buď jako slabá kyselina nebo jako slabá báze. Příkladem je hydrogenfosfát, HPO42-, který může působit jako kyselina nebo báze ve vodě. Pokud jsou možné různé reakce, použijí se rovnovážné konstanty a pH k určení, jakým způsobem bude reakce probíhat.