Tabla de Contenidos
En konjugert base er den kjemiske arten som dannes etter at et molekyl av en syre er nøytralisert, enten ved tap av et proton eller ved å motta et uparet elektronpar fra en Lewis-base . Med andre ord er det produktet av en syre-base nøytraliseringsreaksjon som kommer direkte fra den opprinnelige syren. Syren og dens konjugatbase kalles samlet et konjugert syre-basepar.
Tenk på følgende Brønsted-Lowry-dissosiasjonsreaksjon av en svak syre:
I dette tilfellet er syren reaktanten til venstre, HA, mens til høyre er protonet frigjort av syren og anionet, A – , til overs etter at syren mistet protonet sitt.
Grunnen til at det kalles en konjugat «base» er fordi alle syre-base-reaksjoner er reversible, selv de som involverer sterke syrer og baser (bare likevektskonstantene deres er veldig store og likevektene er langt forskjøvet mot produktene). Av denne grunn, det som i en forstand representerer ioniseringen av en syre som i forrige ligning, i motsatt forstand representerer protonasjonen av en base, i dette tilfellet anionet A – .
Hvordan gjenkjenne en konjugert base
Fra Brønsted-Lowry-konseptet om syrer og baser er en syre ethvert stoff som, når det er oppløst i vann, er i stand til å ionisere og donere et proton. Siden den omdannes til sin konjugerte base ved å gjøre det, er den eneste forskjellen mellom en syre og dens konjugerte base fraværet av et proton.
I tillegg til dette, fordi protonet er positivt og tar med seg karbohydratet, ender den konjugerte basen alltid med en lavere elektrisk ladning med én enhet enn den respektive syren. Dette betyr at hvis syren var nøytral, så vil dens konjugatbase være negativ (ladet -1), mens hvis syren er positiv, så vil konjugatbasen være nøytral, og så videre.
Konjugerte baser av polyprotiske syrer
Å gjenkjenne den konjugerte basen til en monoprotisk syre er vanligvis enkel, men i tilfeller med polyprotiske syrer kan det oppstå en viss forvirring. Dette er fordi vi noen ganger skriver dissosiasjonsreaksjoner av syrer som H 2 SO 4 som å miste begge protonene i et enkelt trinn. Dette er imidlertid ikke hva som faktisk skjer.
Alle polyprototiske syrer gjennomgår suksessive ioniseringsreaksjoner, og i hver reaksjon omdannes de til en annen konjugert base. Forvirringen oppstår ved at den første konjugerte basen til en polyprotisk syre fortsatt beholder protoner, så i tillegg til konjugerte baser er de også syrer som har sin egen konjugerte base.
Følgende eksempel vil illustrere dette tydeligere:
Eksempel på polyprotiske syrer og deres konjugerte baser: fosforsyre
Kanskje et av de beste eksemplene for å illustrere likevektene til en polyprotisk syre er fosforsyre eller H 3 PO 4 . Denne syren kan miste totalt tre protoner i henhold til følgende reversible dissosiasjonsreaksjoner:
I dette tilfellet blir fosforsyre (H 3 PO 4 ) til dihydrogenfosfationet (H 2 PO 4 – ) etter å ha mistet et proton, så dette er dens konjugerte base. Samtidig er H 2 PO 4 – en syre som ioniseres i den andre reaksjonen for å bli hydrogenfosfationet (HPO 4 2- ), så sistnevnte er den konjugerte basen til H 2 PO 4 – , men ikke fra H 3 PO 4 . Det samme gjelder HPO 4 2- ionet , som også er en syre (i tillegg til å være konjugatbasen til H2 OP 4 – ). Ved dissosiasjon blir det fosfationet, som er dets konjugerte base.
Forholdet mellom konjugatbasen og surheten til syren
Den konjugerte basestrukturen kan gi ledetråder om surheten til enhver syre. Å analysere stabiliteten til den kjemiske arten og sammenligne den med den strukturelle stabiliteten til den opprinnelige syren hjelper til med å forklare hvorfor noen syrer er sterkere enn andre.
Blant stabilitetskriteriene som kan brukes på analysen av strukturen til både syren og dens konjugatbase er:
- Heloktetter: Lewis-bindingsteori indikerer at molekyler med atomer som bryter med oktettregelen er mindre stabile enn de der alle atomer har hele oktetter.
- Resonansstrukturer: Molekyler med flere resonansstrukturer er mer stabile enn de med færre.
- Aromatitet: Arter som viser aromatisitet har en tendens til å være mye mer stabile enn de som ikke er aromatiske, og disse er mer stabile enn de som er antiaromatiske.
- Lavere total ladning: Generelt har nøytrale arter en tendens til å være mer stabile enn ioniske arter, og når man sammenligner ioner, har de med mindre netto ladning en tendens til å være mer stabile enn de med mer.
- Separasjon av ladninger: når man sammenligner to strukturer med samme nettoladning, er den med færre formelle ladninger adskilt mellom flere atomer mer stabil enn de med mer formelle ladninger.
- Plassering av formelle ladninger: mellom to molekyler som har samme formelle ladninger, vil den med de negative ladningene på de mer elektronegative atomene og de positive på de mindre elektronegative atomene være mer stabil.
Ved å sammenligne syren med dens konjugerte base basert på disse stabilitetskriteriene kan du bestemme om syren vil foretrekke å være i sin protonerte (som HA, for eksempel) eller ionisert (som A – for eksempel) form .
Hvis konjugatbasen er mer stabil enn syren, vil syren ha en tendens til å dissosiere og være sterkere, mens hvis det motsatte er sant, vil det være en svak syre.
Eksempler på syre:konjugert basepar
Her er noen ekstra eksempler på forskjellige syrer og deres respektive konjugerte baser:
- Saltsyre og kloridanion (HCl og Cl – )
- Bikarbonatanionet og karbonatanionet (HCO 3 – og CO 3 2- )
- Ammoniumkation og ammoniakk (NH 4 + og NH 3 )
- Svovelsyre og bisulfat (H 2 SO 4 og HSO 4 – )
Referanser
- assolea. (2020, 2. mai). 7.6: pH-skalaen . Hentet fra https://assolea.org/es/7-6-la-escala-de-ph/
- Brown, T. (2021). Chemistry: The Central Science (11. utgave). London, England: Pearson Education.
- Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Kjemi (10. utgave). New York City, NY: MCGRAW-HILL.
- Flowers, P., Theopold, K., Langley, R., & Robinson, W. (2019a). 14.1 Brønsted-Lowry syrer og baser – kjemi 2e . Hentet fra https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/14-1-bronsted-lowry-acids-and-bases
- pH og pOH . (2020, 30. oktober). Hentet fra https://espanol.libretexts.org/@go/page/1911
