Un àcid conjugat, dins de la teoria de l'àcid-base de Brønsted-Lowry, és un compost químic format per la recepció d'un protó (H+) per una base; en altres paraules, és una base amb un ió d'hidrogen agregat. D'altra banda, una base conjugada és el que sobra després que un àcid ha donat un protó durant una reacció química. Per tant, una base conjugada és una espècie formada per l'eliminació d'un protó d'un àcid. Pel fet que alguns àcids són capaços d'alliberar múltiples protons, la base conjugada d'un àcid pot ser àcida.

En resum, això es pot representar com la següent reacció química:

Àcid + Base Conjugat Base + Àcid conjugat

Johannes Nicolaus Brønsted i Martin Lowry van introduir la teoria de Brønsted-Lowry, que proposava que qualsevol compost que pugui transferir un protó a qualsevol altre compost és un àcid, i el compost que accepta el protó és una base. Un protó és una partícula nuclear amb una unitat de càrrega elèctrica positiva; està representat pel símbol H+ perquè constitueix el nucli d'un àtom d'hidrogen, és a dir, un catió d'hidrogen.

Un catió pot ser un àcid conjugat, i un anió pot ser una base conjugada, depenent de quina substància està involucrada i de quina teoria àcid-base és el punt de vista. L'anió més simple que pot ser una base conjugada és l'electró solvatado l'àcid conjugat del qual és l'hidrogen atòmic.

Reaccions àcid-base En una reacció àcid-base, un àcid més una base reacciona per a formar una base conjugada més un àcid conjugat:

Els conjugats es formen quan un àcid perd un protó d'hidrogen o una base guanya un protó d'hidrogen. Consulteu la següent figura:

Fitxer:Conjugate_base_reaction.jpg

Diem que la molècula d'aigua és l'àcid conjugat de l'ió hidròxid després que aquest últim va rebre el protó d'hidrogen donat per amoni. D'altra banda, l'amoníac és la base conjugada per a l'àcid amoni després que l'amoni ha donat un ió hidrogen a la producció de la molècula d'aigua. També podem referir-nos a OH- com una base conjugada d'H₂O, ja que la molècula d'aigua dóna un protó cap a la producció de NH+4 en la reacció inversa, que és el procés predominant en la naturalesa degut per força de la base NH3 sobre l'ió hidròxid. Sobre la base d'aquesta informació, és clar que els termes "Àcid", "Base", "àcid conjugat" i "base conjugada" no estan fixats per a una determinada espècie química; però són intercanviables segons la reacció que tingui lloc.

Força dels conjugats La força d'un àcid conjugat és directament proporcional a la seva constant de dissociació. Si un àcid conjugat és fort, la seva dissociació tindrà una major constant d'equilibri i s'afavoriran els productes de la reacció. La força d'una base conjugada pot veure's com la tendència de l'espècie a "tirar" dels protons d'hidrogen cap a si mateixa. Si una base conjugada es classifica com a forta, "s'aferrarà" al protó d'hidrogen quan estigui en solució i el seu àcid no es disocie.

D'altra banda, si una espècie es assifica com un àcid fort, la seva base conjugada serà de naturalesa feble. Un exemple d'aquest cas seria la dissociació de l'àcid clorhídric HCl en aigua. Atès que el és un àcid fort (es disocia en gran manera), la seva base conjugada ( Cl−) serà una base conjugada feble. Per tant, en aquest sistema, la majoria d'H+ tindrà la forma d'un ió hidronio H3O+ en lloc d'unir-se a un anió Cl i la base conjugada serà més feble que una molècula d'aigua.

De manera similar, si un àcid és feble, la seva base conjugada serà forta. En considerar el fet que Kw és igual al producte de les concentracions d'H+ i OH. Un àcid feble tindrà una baixa concentració d'H+. El Kw (1.0 x 10 -14) dividit per una concentració baixa d'H+ també donarà com a resultat una concentració baixa d'OH-. Per tant, els àcids febles tindran bases conjugades febles, a diferència de la idea errònia que tenen bases conjugades fortes.

Identificació de parells conjugats àcid-base L'àcid i la base conjugada, així com la base i l'àcid conjugat, es coneixen com a parells conjugats. Quan es troba un àcid o base conjugada, és important observar els reactius de l'equació química. En aquest cas, els reactius són els àcids i les bases, i l'àcid correspon a la base conjugada en el costat del producte de l'equació química; igual que la base de l'àcid conjugat en el costat del producte de l'equació.

Per a identificar l'àcid conjugat, busqui el parell de compostos que estan relacionats. La reacció àcid-base es pot veure en un sentit anterior i posterior. L'abans és el costat reactiu de l'equació, el següent és el costat del producte de l'equació. L'àcid conjugat en el costat posterior d'una equació guanya un ió d'hidrogen, per la qual cosa en el costat anterior de l'equació el compost que té un ió d'hidrogen menys de l'àcid conjugat és la base. La base conjugada en el costat posterior de l'equació va perdre un ió hidrogen, per la qual cosa en el costat anterior de l'equació, el compost que té un ió hidrogen més de la base conjugada és l'àcid.

Considereu la següent reacció àcid-base:

+ → +

Àcid nítric (HNO3) és un àcid perquè dóna un protó a la molècula d'aigua i la seva base conjugada és nitrat (NO−3 ). La molècula d'aigua actua com una base perquè rep el Protó d'Hidrogen i el seu àcid conjugat és l'ió hidronio (H3O+). EquacióÀcidBaseBase ConjugadaÀcid Conjugat + → + + → + + → +

Aplicacions Un ús d'àcids i bases conjugats resideix en els sistemes de tamponamiento, que inclouen una solució tampó. En un tampó, un àcid feble i la seva base conjugada (en forma d'una sal), o una base feble i el seu àcid conjugat, s'utilitzen per a limitar el canvi de pH durant un procés de titulació. Els tampons tenen aplicacions químiques tant orgàniques com no orgàniques. Per exemple, a més dels tampons que s'utilitzen en els processos de laboratori, la nostra sang actua com un tampó per a mantenir el pH. El tampó més important en el nostre torrent sanguini és el tampó de bicarbonat - àcid carbònic, que evita canvis dràstics de pH quan el CO₂ s'introdueix. Això funciona com a tal:

CO2 + H2O <=> H2CO3 <=> HCO3^- + H+

A més, vegeu una taula de buffers comuns.

{| class="wikitable" style="text-align:center" !Agent tampó!!pKa!!Rango de pH útil |- |àcid cítric||3.13, 4.76, 6.40||2.1 - 7.4 |- |àcid cítric||4.8||3.8 - 5.8 |- |KH2PO4,||7.2|| 6.2 - 8.2 |- |CHES||9.3|| 8.3–10.3 |- |Borat||9.24||8.25 - 10.25

Una segona aplicació amb un compost orgànic seria la producció d'un tampó amb àcid acètic. Si és àcid acètic, un àcid feble amb la fórmula CH3COOH, es va convertir en una solució tampó, hauria de combinar-se amb la seva base conjugada CH3COO− en forma de sal. La mescla resultant es diu un tampó d'acetat, que consisteix en CH3COOH aquós i CH3COONa aquós. L'àcid acètic, juntament amb molts altres àcids febles, serveixen com a components útils dels tampons en diferents entorns de laboratori, cadascun útil dins del seu propi rang de pH.

Un exemple amb un compost inorgànic seria l'ús medicinal de la base conjugada d'àcid làctic coneguda com a lactat en solució de Ringer lactat i solució de Hartmann . L'àcid làctic té la fórmula C3H6O6 i la seva base conjugada s'utilitza en fluids intravenosos que consisteixen en cations de sodi i potassi juntament amb lactat i anions de clorur en solució amb aigua destil·lada. Aquests fluids són comunament isotònics en relació amb la sang humana i s'usen comunament per a augmentar el nivell de líquid en un sistema després d'una pèrdua severa de sang a causa d'un traumatisme, cirurgia o lesió per cremada.

Taula d'àcids i les seves bases conjugades A continuació es tabulen diversos exemples d'àcids i les seves bases conjugades; observi com difereixen en un sol protó (ió H+). La força de l'àcid disminueix i la força de la base del conjugat augmenta en la taula. ÀcidBase conjugada ion FluoronioHF fluorur d'HidrogenHCl àcid ClorhídricCl− ió ClorurH2SO4 àcid SulfúricHSO4− ió sulfat àcidHNO3 àcid NítricNO−3 ió NitratH3O+ ió HidronioH2O AiguaHSO−4 sulfat àcidSO4 2− ió SulfatH3PO4 àcid FosfòricH2PO4- ió fosfato diácidoCH3COOH àcid AcèticCH3COO− ió AcetatHF àcid FluorhídricF- ió FluorurH2CO3 àcid CarbònicHCO3 − ió BicarbonatH2S àcid SulfhídricHS− ió sulfuro àcidH2PO4− ió fosfato diácidoHPO4 2− ió fosfato àcidNH+4 ió AmoniNH3 AmoníacH2O Aigua (pH=7)OH- ió HidròxidHCO3− ió carbonat àcid (bicarbonat) d'ions deCO3 2− ionCarbonato

Taula de bases i els seus àcids conjugats En contrast, aquí hi ha una taula de bases i els seus àcids conjugats. De manera similar, la resistència de la base disminueix i la resistència de l'àcid conjugat augmenta en la taula. BaseÀcid conjugat Etilamina ion etilamonio Metilamina ion metilamonio Amoníaco ion Amonio Piridina Piridinio Anilina ion Fenilamonio ion Benzoato Benzoico ion fluoruro fluoruro de HidrógenoPO3−4 ió FosfatHPO2−4 ió fosfato àcidOH− ió HidròxidH₂O Aigua (neutre, pH 7)

Vegeu també Solució tampó Desprotonació Protonacio Sal (química)

Enllaços externs MCAT General Chemistry Review - 10.4 Titulació i tampons

Categoria:Química àcid-base Categoria:Articles amb traduccions sense revisar