أحماض وقواعد برونستيد-لوري

تمت دراسة فئة تفاعل حمض-قاعدة لوقت طويل. في عام 1680، أبلغ روبرت بويل عن سمات المحاليل الحمضية التي تضمنت قدرتها على إذابة العديد من المواد، وتغيير ألوان بعض الأصباغ الطبيعية، وفقدان هذه السمات بعد ملامستها لمحاليل قلوية (قاعدية). في القرن الثامن عشر، تبيّن أن للأحماض طعم حامض، وتتفاعل مع الحجر الجيري لتحرير مادة غازية (تعرف الآن باسم CO₂)، وتتفاعل مع القلويات لتكوين مواد محايدة. في عام 1815، ساهم همفري ديفي بشكل كبير في تطوير مفهوم حمض-قاعدة الحديث من خلال إثبات أن الهيدروجين هو المكون الأساسي للأحماض. في نفس الوقت تقريباً، خلص جوزيف لويس جاي-لوساك إلى أن الأحماض هي مواد يمكنها تحييد القواعد وأن هاتين الفئتين من المواد لا يمكن تعريفهما إلا من حيث علاقة بعضهما ببعض. تم إعادة التأكيد على أهمية الهيدروجين في عام 1884 عندما عرّف سفانت أرينيوس الحمض كمركب يذوب في الماء لإنتاج كاتيونات الهيدروجين (المعروفة الآن باسم أيونات الهيدرونيوم) والقاعدة كمركب يذوب في الماء لإنتاج أنيون الهيدروكسيد. ص>

øبرونستيد-لوري أحماض وقواعد

اقترح جوهانس برونستيدø وتوماس لوري وصفًا أكثر عمومية في عام 1923 حيث تم تعريف الأحماض والقواعد من حيث نقل أيونات الهيدروجين ، H⁺. (لاحظ أنه غالباً ما يشار إلى أيونات الهيدروجين هذه ببساطة باسم البروتونات، نظراً لأن هذا الجسيم تحت الذرّي هو المكون الوحيد للكاتيونات المشتقة من أكثر نظائر الهيدروجين وفرة ، ¹H.) مركب يتبرع بالبروتون إلى مركب آخر يسمى حمض برونستدø-لوري، والمركب الذي يقبل البروتون يسمى قاعدة برونستدø-لوري. وبالتالي، فإن تفاعل حمض-قاعدة هو انتقال البروتون من مانح (حمض) إلى متقبل (قاعدة).

يفيد مفهوم الأزواج المترافقة في وصف تفاعلات برونستدø-لوري الحمضية-القاعدية (والتفاعلات الأخرى القابلة للعكس أيضاً). عندما يتبرع الحمض بـ H⁺، فإن الأنواع المتبقية تسمى القاعدة المترافقة للحمض لأنها تتفاعل كمستقبل للبروتون في التفاعل العكسي. وبالمثل، عندما تقبل القاعدة H⁺، يتم تحويلها إلى حمضها المترافق. يوضح التفاعل بين الماء والأمونيا هذه الفكرة كما هو موضح أدناه.

في الاتجاه المباشر، يعمل الماء كحامض عن طريق التبرع بالبروتون للأمونيا ثم يصبح لاحقاً أيون هيدروكسيد، OH⁻، القاعدة المترافقة للماء. تعمل الأمونيا كقاعدة في قبول هذا البروتون، لتصبح أيون أمونيوم، NH₄⁺، وهو حمض متقارن للأمونيا. في الاتجاه المعاكس، يعمل أيون الهيدروكسيد كقاعدة في قبول بروتون من أيون الأمونيوم، والذي يعمل كحمض.

تنفصل الأحماض والقواعد القوية كلّياً في المحلول. أحماضهم وقواعدهم المترافقة ضعيفة للغاية ولا يمكنهم التبرع بالبروتونات أو قبولها، على التوالي، لتنفيذ التفاعل العكسي؛ لذلك، فإن التفاعلات التي تشتمل على أحماض وقواعد قوية تكتمل بشكل أساسي عندما تكون في محلول مائي. من ناحية أخرى، تنفصل الأحماض والقواعد الضعيفة جزئياً في المحاليل وتنتج قواعد وأحماض ضعيفة مترافقة، على التوالي. يمكن لهذه الأحماض أو القواعد المترافقة الضعيفة إجراء التفاعل العكسي، وبالتالي تصل تفاعلات الحمض الضعيف والقاعدة إلى التوازن اعتمادًا على القوة النسبية للأحماض والقواعد الضعيفة. للتلخيص، فإن الحمض الأقوى سينتج القاعدة المترافقة الأضعف بنفس القدر بينما القاعدة الأقوى ستنتج الحمض المتقارن الأضعف بنفس القدر والعكس صحيح. يوضح الجدول 1 العلاقة بين أزواج حمض-قاعدة مترافقة مختلفة.

الجدول 1: القوة النسبية لعدد قليل من أزواج الأحماض والقواعد المرافقة.

هذا النص مقتبس من Openstax, Chemistry 2e, Section 14.4 Brønsted-Lowry Acid and Bases.