Chemia zakres rozszerzony

REAKCJE W ROZTWORACH
definicje kwasów i zasad nieograniczające się do roztworów wodnych. Kwasami nazwał
drobiny (cząsteczki lub jony) zdolne do odszczepienia protonu (H + ), a zasadami – drobiny
zdolne do przyłączenia protonu. Innymi słowy, kwasy są donorami protonów,
a zasady – akceptorami. (W tym samym roku analogiczną teorię kwasów i zasad opublikował
brytyjski chemik Thomas M. Lowry. Często jednak w uproszczeniu nazywa się
ją teorią Brønsteda).
Kwasem Brønsteda jest więc gazowy chlorowodór, ale również na przykład kwas octowy,
znany jako jeden z kwasów Arrheniusa.
Można zauważyć, że definicje zasady w teorii Arrheniusa i Brønsteda różnią się znacznie
bardziej niż definicje kwasów. Zasady Brønsteda nie muszą zawierać jonów OH – ,
tylko mają przyłączać jony H + . W myśl tej teorii zasadą jest gazowy amoniak, gdy reaguje
z chlorowodorem.
Wiadomo, że fenoloftaleina służy do wykrywania zasad,
bo barwi się na malinowo w roztworze o dużym
stężeniu jonów OH – . Można więc zapytać, czy wskaźnik
ten nadaje się do wykrywania zasad Brønsteda,
skoro nie muszą one zawierać jonów OH – .
W doświadczeniu przedstawionym na zdjęciu obok
barwa fenoloftaleiny pokazuje, że roztwór amoniaku
w wodzie zawiera nadmiar jonów OH – . Powstają one
w reakcji opisanej równaniem:
NH 3 + H 2 O NH 4 + + OH –
Wobec tego można uznać, że roztwory wodne zasad
Brønsteda mają właściwości analogiczne do roztworów
zasad Arrheniusa.
W reakcji amoniaku z wodą zasada NH 3 w wyniku przyłączenia protonu ulega przemianie
w jon NH 4 + . Jest to proces odwracalny, bo jon NH 4 + w reakcji z jonem OH –
pozbywa się protonu i daje zasadę NH 3 . Oznacza to, że jon OH – jest zasadą Brønsteda,
a jon NH 4 + jest kwasem. W reakcji z amoniakiem woda pełni funkcję kwasu.
Reagenty, których drobiny różnią się tylko obecnością protonu, nazywamy – zgodnie
z teorią Brønsteda – sprzężoną parą kwas–zasada.
Przykład ten pokazuje, że w teorii Brønsteda woda jest nie tylko środowiskiem, w którym
ujawniają się kwasowe lub zasadowe właściwości, lecz także reagentem biorącym
udział w przekazywaniu protonu.
sprzężona para I
NH 3 + H 2 O NH 4 + + OH –
sprzężona para II
loftaleiny
12