Kyseliny a zásady Konjugované páry kyselín a zásad
Z tejto rovnice teda môžeme usudzovať, že podľa Brønsteda sa HCl správa ako kyselina, pretože vydáva protón. Voda sa správa ako základňa Brønsted, pretože absorbuje protón, čo bolo kritérium pre základňu. Pretože HCl môže vydávať iba jeden protón, kyselina chlorovodíková sa nazýva kyselina jeden protónová. Existujú však aj multiprotónové kyseliny. Príkladom takejto multiprotónovej kyseliny by mohla byť kyselina fosforečná (H3PO4). Ako môžete ľahko vidieť, kyselina fosforečná obsahuje 3 atómy vodíka. Ak kyselina fosforečná teraz uvoľňuje jeden z týchto 3 protónov, sú tu 2. Reakcia na túto látku je nasledovná:
Pretože kyselina fosforečná môže uvoľňovať ešte viac protónov, je uvoľňovanie prvého protónu známe tiež ako prvý stupeň protolyzovania. Druhá etapa protolýzy by bola nasledovná:
A tretia etapa protolýzy:
Získaný produkt je tiež známy ako fosfátový ión. Ako je ľahko vidieť, fosfátový ión neobsahuje žiadne ďalšie atómy vodíka, ktoré by sa mohli vydávať ako protóny. Fosfátový ión teda už nie je kyselinou a je známe, že kyselina fosforečná má iba 3 úrovne protolyzy. Počet počiatočných protónov, ktoré sa môžu uvoľniť, tiež určuje počet stupňov protolyzy. Kyslosť zvyčajne klesá s úrovňou protolýzy. To znamená, že kyslosť kyseliny fosforečnej až po fosfátový ión možno opísať takto:
- H3PO4> H2PO4-> HPO42-
Konjugované páry kyselina-báza
Ak označíme kyselinu s HX a jej zodpovedajúcu bázu ako X-, je možné zaznamenať nasledujúcu reakciu s vodou:
Pretože však dochádza k priamej aj spätnej reakcii, je možné túto reakciu napísať aj takto:
Jediný znateľný rozdiel medzi HX a X- je chýbajúci protón. V dôsledku toho je bázou deprotonovaná forma kyseliny. Takéto acidobázické páry, ktoré sa líšia iba o jeden protón, sa nazývajú zodpovedajúce páry báz. Ako príklad zodpovedajúceho páru kyselín a zásad zvážte už známu reakciu kyseliny chlorovodíkovej s vodou.
V tomto prípade je samozrejme kyselina chlorovodíková kyselina. Voda teda pôsobí ako základňa. Kyselina chlorovodíková uvoľňuje protón do vody. Tak vznikne chloridový anión a oxónium. Chloridový anión presne zodpovedá kyseline chlorovodíkovej - s výnimkou chýbajúceho protónu. Z tohto dôvodu je chloridový anión bázou zodpovedajúcou kyseline chlorovodíkovej. Na druhej strane, oxónium presne zodpovedá vode - okrem pridaného protónu. Pretože oxónium je protonizovaná forma vody, je to tiež kyselina zodpovedajúca zásaditej vode. Vzťah je znázornený na obrázku nižšie.
Podobne možno nájsť tiež konjugované páry kyselina-báza pre reakcie, pri ktorých voda reaguje ako kyselina. V nasledujúcom príklade sa ako báza použije amoniak. Amoniak (NH3) môže absorbovať ďalší protón a reaguje za vzniku amónneho iónu. Voda navyše vydáva protón a vytvára hydroxid.
Ak sa pozriete na reverznú reakciu, NH4 + vydáva protón, a preto reaguje ako (konjugovaná) kyselina. OH- na druhej strane prijíma protón počas reverznej reakcie, a preto reaguje ako (konjugovaná) báza.