공액 염기 란 무엇입니까

짝염기는 양성자를 잃거나 루이스 염기로부터 짝을 이루지 않은 전자쌍을 받음으로써 산 분자가 중화된 후에 형성되는 화학종입니다 . 즉, 원래 산에서 직접 오는 산-염기 중화 반응의 산물입니다. 산과 그 짝염기를 총칭하여 짝산-염기 쌍이라고 합니다.

다음과 같은 약산의 Brønsted-Lowry 해리 반응을 고려하십시오.

이 경우, 산은 왼쪽의 반응물인 HA이고, 오른쪽은 산에서 방출된 양성자와 산이 양성자를 잃은 후 ^{남은 음이온 A – 입니다.}

그것이 공액 “염기”라고 불리는 이유는 모든 산-염기 반응이 가역적이기 때문이며, 심지어 강산과 염기를 포함하는 반응도 마찬가지입니다(그들의 평형 상수만 매우 크고 평형은 생성물 쪽으로 훨씬 이동합니다). 이러한 이유로 어떤 의미에서 이전 방정식에서와 같이 산의 이온화를 나타내는 것은 반대 의미에서 염기, 이 경우 음이온 A – 의 양성자화를 나타 ^냅니다 .

공액 염기를 인식하는 방법

산과 염기에 대한 Brønsted-Lowry 개념의 관점에서 산은 물에 용해될 때 이온화하고 양성자를 제공할 수 있는 모든 물질입니다. 이렇게 함으로써 짝염기로 전환되기 때문에 산과 짝염기 사이의 유일한 차이점은 양성자가 없다는 것입니다.

이에 더해, 양성자는 양성자이고 탄수화물을 동반하기 때문에 짝염기는 항상 각각의 산보다 한 단위 낮은 전하로 끝납니다. 즉, 산이 중성이면 짝염기가 음수(-1)가 되고 산이 양수이면 짝염기가 중성이 되는 식입니다.

다양자성 산의 공액 염기

일양자성 산의 짝염기를 인식하는 것은 일반적으로 간단하지만 다양성자 산의 경우 약간의 혼동이 발생할 수 있습니다. _{이것은 우리가 H 2} SO ₄ 와 같은 산의 해리 반응을 단일 단계에서 두 양성자를 잃는 것으로 때때로 쓰기 때문입니다. 그러나 이것은 실제로 일어나는 일이 아닙니다.

모든 다양성자 산은 연속적인 이온화 반응을 거치며 각 반응에서 서로 다른 짝염기로 전환됩니다. 다양성자 산의 첫 번째 짝염기는 여전히 양성자를 보유하고 있으므로 짝염기 외에도 자체 짝염기를 갖는 산이라는 사실에서 혼란이 발생합니다.

다음 예는 이를 보다 명확하게 보여줍니다.

다양자성 산 및 그 짝염기의 예: 인산

아마도 다양성자산의 평형을 설명하는 가장 좋은 예 중 하나는 인산 또는 H ₃ PO ₄ 입니다 . 이 산은 다음과 같은 가역 해리 반응에 따라 총 3개의 양성자를 잃을 수 있습니다.

이때 인산(H ₃ PO ₄ )은 양성자를 잃은 후 인산이수소 이온(H ₂ PO ₄ ^– )이 되므로 이것이 짝염기이다. 동시에, H ₂ PO ₄ ^{– 는 두 번째 반응에서 이온화하여 인산수소 이온(HPO} ₄ ^2- ) 이 되는 산이므로 후자는 H ₂ PO ₄ ^– 의 짝염기이지만 H에서 온 것은 아닙니다. ₃ 포 ₄ . _{HPO 4} ^2- 이온 도 마찬가지인데 , 이는 산이기도 합니다(H의 짝염기일 뿐만 아니라).₂ OP ₄ ^– ). 해리되면 짝염기인 인산염 이온이 됩니다.

산의 산도에 대한 짝염기의 관계

짝염기 구조는 모든 산의 산도에 대한 단서를 제공할 수 있습니다. 해당 화학종의 안정성을 분석하고 원래 산의 구조적 안정성과 비교하면 일부 산이 다른 산보다 더 강한 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다.

산과 짝염기의 구조 분석에 적용할 수 있는 안정성 기준은 다음과 같습니다.

• 전체 옥텟: 루이스 결합 이론에 따르면 옥텟 규칙을 위반하는 원자를 포함하는 분자는 모든 원자가 전체 옥텟을 갖는 분자보다 덜 안정적입니다.
• 공명 구조: 공명 구조가 더 많은 분자는 적은 것보다 더 안정적입니다.
• 방향족성: 방향성을 나타내는 종은 방향족이 아닌 종보다 훨씬 더 안정적인 경향이 있으며 반방향족 종보다 더 안정적입니다.
• 낮은 총 전하: 일반적으로 중성 종은 이온 종보다 더 안정적인 경향이 있으며, 이온을 비교할 때 순 전하가 적은 쪽이 많은 쪽보다 더 안정적인 경향이 있습니다.
• 전하 분리: 동일한 순 전하를 가진 두 구조를 비교할 때 여러 원자 사이에 분리된 형식 전하가 더 적은 것이 형식 전하가 더 많은 구조보다 더 안정적입니다.
• 형식 전하의 위치: 형식 전하가 동일한 두 분자 사이에서 전기 음성도가 더 큰 원자에 음전하를 띤 분자와 전기 음성도가 적은 원자에 양전하를 띤 분자가 더 안정적입니다.

이러한 안정성 기준에 따라 산과 짝염기를 비교하면 산이 양성자화(예: HA) 또는 이온화(예: A – ) ^형태 중 어느 것을 선호하는지 결정할 수 있습니다 .

짝염기가 산보다 안정하면 산이 해리되어 더 강해지는 경향이 있고, 그 반대이면 약산이 됩니다.

산:짝염기쌍의 예

다음은 서로 다른 산과 각각의 짝염기의 몇 가지 추가 예입니다.

• 염산 및 염화물 음이온(HCl 및 Cl ^– )
• 중탄산염 음이온 및 탄산염 음이온(HCO ₃ ^– 및 CO ₃ ^2- )
• 암모늄 양이온과 암모니아(NH ₄ ⁺ 및 NH ₃ )
• 황산 및 중황산염(H ₂ SO ₄ 및 HSO ₄ ^– )

참조

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