Teoria àcit-base de Brønsted-Lowry
En química, la teoria de Brönsted-Lowry és una teoria àcit-base, proposta independentment pel danés Johannes Nicolaus Brønsted i el britànic Thomas Martin Lowry en 1923.[1][2]
Segons esta teoria, els àcits són substàncies capaces de donar un protó (H+), mentres que les bases són capaces d'acceptar-los.
Propietats dels àcits i les bases
- àcit + base
base conjugada + àcit conjugat.
La base conjugada és l'ió o molècula que queda en acabant de que l'àcit ha perdut un protó, i l'àcit conjugat és l'espècie formada de la base en acceptar el protó. La reacció pot procedir en qualsevol direcció cap a la dreta o l'esquerra, segons l'equilibri químic. En cada cas, l'àcit dona un protó a la base i l'àcit conjugat ho fa a la base conjugada.
L'aigua és amfótera i pot actuar com un àcit o com a base. En la reacció entre el àcit acètic, CH3CO2H, i l'aigua, H2O, l'aigua actua com una base.
- CH3COOH + H2O CH3COO− + H3O+
L'ió acetat, CH3CO2-, és la base conjugada de l'àcit acètic. L'ió hidroni, H3O+, és l'àcit conjugat de l'aigua.
L'aigua també pot actuar com un àcit front a espècies bàsiques. Un eixemple és el amoniaco:
- H2O + NH3 OH- + NH4+
L'aigua, àcit, es convertix en l'ió hidròxit, la seua base conjugada. L'amoniaco es convertix en amoni, el seu àcit conjugat.
Es considera que els àcits forts es disocien completament. Per un atre costat, els àcits dèbils es disocien de forma parcial. La constant de dissociació àcida, Ka, medix el grau de dissociació.
La definició de Brønsted–Lowry és més àmplia que la de Arrhenius, la qual cosa li permet classificar més substàncies: composts orgànics del tipo carboxílic, aminas, i composts inorgànics, com són àcits inorgànics, sals àcides, etc.
Una base de Lewis, que es definix com un donant de parell d'electrons, pot actuar com una base de Bronsted-Lowry ya que el parell d'electrons poden ser donats a un protó. Açò significa que el concepte de *Brönsted-*Lowry no es llimita a les solucions aquoses. Qualsevol donant dissolvent S pot actuar com un acceptor de protons.
- AH + S: A− + SH+
Els dissolvents típics donants utilisats en la química àcit-base, tals com dimetilsulfòxit o amoniaco líquit tenen un àtom d'oxigen o nitrogen en un parell solitari d'electrons que es poden utilisar per a formar un enllaç en un protó.
Acidea de Brønsted d'alguns àcits de Lewis
Alguns àcits de Lewis, que es definix com aceptors de parells d'electrons, també actuen com a àcit de Bronsted-Lowry. Per eixemple, l'ió d'alumini, Al 3 + pot acceptar parells d'electrons de les molècules d'aigua, com en la reacció
- Al3+ + 6 H2O → Al(H2O)63+
L'ió aigua format és un àcit dèbil Brønsted-Lowry.
La reacció global es descriu com a hidròlisis àcida de l'ió alumini.
No obstant no tots els #àcit de Lewis generen acidea Brønsted-Lowry. L'ió magnesi reacciona de manera similar a un àcit de Lewis en sis molècules d'aigua
- Mg2+ + 6 H2O → Mg(H2O)62+
pero molt pocs protons ací s'intercanvien ya que l'acidea de *Brönsted-*Lowry de l'ió aqua és insignificant (Ka = 3.0 × 10-12).[3]
L'àcit bòric també servix d'eixemple de l'utilitat del concepte de Brönsted-Lowry per a un àcit que no es disocia, pero que efectivament dona un protó a la base, l'aigua. La reacció és
- B(OH)3 + 2 H2O B(OH)4− + H3O+
Ací l'àcit bòric actua com un àcit de Lewis i accepta un parell d'electrons des de l'oxigen d'una molècula d'aigua. La molècula d'aigua a la seua volta dona un protó a una segona molècula d'aigua i, per lo tant, actua com un àcit de Brønsted.
Referències
- Est artícul fon creat a partir de la traducció de l'artícul es.wikipedia.org/wiki/Teoría ácido-base de Brønsted-Lowry de la Wikipedia en espanyol, baix llicència Creative Commons-BY-SA.
- ↑ R.H. Petrucci, W.S. Harwood, and F.G. Herring, General Chemistry (8th edn, Prentice-Hall 2002), p.666
- ↑ G.L. Miessler and D.A. Tarr, Inorganic Chemistry (2nd edn, Prentice-Hall 1998), p.154
- ↑ 3,0 3,1 K.W. Whitten, K.D. Gailey and R.E. Davis, "General Chemistry" (4th edn., Saunders College Publishing 1992) p. 750.