Kyseliny a zásady
Přihlásit se
Kyseliny a zásady (2/15) · 8:57

Bronstedova-Lowryho definice kyselin a zásad Vysvětlení a praktická ukázka jedné z nejpoužívanějších definic kyselosti a zásaditosti látek.

Navazuje na Chemické reakce a rovnováhy.
S kyselinami se setkáváme každý den v běžném životě. Ale v tomto videu se budeme věnovat formální definici kyseliny. Konkrétně se zaměříme na tu nejpoužívanější. V budoucnu uvidíme, že je mnoho dalších definic kyselin kromě té, kterou zde probereme. Ta, na kterou se budeme soustředit je Bronstedova-Lowryho definice. Bronstedova-Lowryho definice kyselin a zásad. Tohle je fotka Bronsteda. Tohle je fotka Lowryho. Oni přišli s touto definicí kolem roku 1920. Takže se budeme zabývat Bronstedem a Lowrym. Bronstedova-Lowryho definice kyselin a zásad. Podle této definice je kyselinou látka, která daruje proton, namísto protonu můžeme napsat ion H+. Proč je proton a vodíkový kation to samé? Nejběžnější isotop vodíku má ve svém jádře jen jeden proton a žádný neutron. Pokud by byl neutrální, měl by navíc elektron poskakující kolem protonu ve svém orbitalu. Měl by elektron v orbitalu. Ale pokud ho ionizujeme, elektronu se zbavíme. Když se elektronu zbavíme, zůstane jen proton. To je důvod proč proton a H+ obvykle znamená to samé. Takže to je kyselina. Co potom bude báze? Báze bude příjemce protonu, nebo také příjemce vodíkového iontu. Zkusme si to trochu přiblížit pomocí příkladů. Jedna z nejsilnějších kyselin je kyselina chlorovodíková. Nakreslíme si ji. Je to vodík, který má kovalentní vazbu s chlorem. A můžeme si také nakreslit volné elektronové páry chloru. Kromě elektronů, které přispívají k této kovalentní vazbě, má chlor také tři další elektronové páry. Tři volné elektronové páry. Můžeme z kyseliny chlorovodíkové vytvořit vodný roztok, A vodný roztok zapisujeme takto. To zkrátka znamená, že je ve vodném roztoku. Takže můžeme zapsat, kyselinu chlorovodíkovou v roztoku. Pokud chceme být přesnější. Můžeme si představit nějaké molekuly vody kolem. Vodný roztok prostě znamená, že je to rozpuštěné v kapalné vodě. Takže nějaké molekuly vody v kapalné formě. Tohle je molekula vody. Kyslík navázaný na dva vodíky. A občas to zapisujeme takhle. (l) jako liquid, což je anglicky kapalina. A co myslíte, že se stane? Už jsem zmínil, že to je silná kyselina. A ta bude chtít darovat své protony. Opravdu se bude chtít zbavit tohoto vodíku, ale nenechá mu jeho elektron. Takže co se tu asi stane? Oba elektrony v tomto páru budou přivlastněny chlorem. A tento vodíkový kation, protože ztratil elektron, může být přijat nějakou molekulou vody z okolí. Pamatujte, v reálném roztoku nejsou ionty nijak řízené, jen do sebe různě naráží. A na základě toho, jakou mají energii probíhají tyto reakce. Můžeme si představit, že tento volný elektronový pár je schopen vytvořit kovalentní vazbu s vodíkem. A co se stane? Zakreslím jen jednu šipku, protože reakce přednostně probíhá směrem doprava, protože jde o velmi silnou kyselinu. Takže nám vyjde, že chlor bude mít tři volné elektronové páry, které měl už dřív, a navíc má dva elektrony. Vzal si ještě tyhle dva elektrony. Takže má jeden elektron navíc. A nyní má záporný náboj. Je to chloridový anion. Má záporný náboj. A co tahle molekula vody? Tahle molekula vody má atom kyslíku a vodíky, ale teď už nemá jen dva, protože přijala tenhle vodíkový ion. Nakreslím tenhle vodík jinou barvou, abychom ho mohli rozlišit. Máme tenhle vodík. A tenhle volný elektronový pár s ním teď vytvoří vazbu. Jsou tu dvě další kovalentní vazby s dvěma vodíky. A potom tu stále máme ještě tenhle volný elektronový pár. Volný elektronový pár tu stále je. A co se stalo? Tahle molekula vody právě získala proton. Tenhle vodík si nenesl elektron. Takže pokud molekula dostane proton a dříve byla neutrální, teď bude mít kladný náboj. Takže co se právě stalo? Dáme kyselinu chlorovodíkovou do vody, vodného roztoku, tahle molekula darovala proton molekule vody. Takže co je tu kyselina a co zásada? Takže když se podíváme na tuhle reakci, vidíme, že tohle je kyselina, kyselina chlorovodíková. A tady se voda chová jako báze. Voda je tu báze. A jak vidíte, voda může být jak kyselina, tak zásada. Takže tady je voda báze. Možná vás napadne, že i když je tato rovnováha posunuta silně doprava, dokážete si představit podmínky, ve kterých by chloridový anion mohl přijmout proton, protože má tenhle záporný náboj. A to je pravda. Tahle reakce jde směrem doprava, ale když kyselina daruje proton, zbyde nám tu tzv. konjugovaná báze. Vybarvím ji stejně. Tohle je konjugovaná báze chlorovodíkové kyseliny. Chloridový anion. Konjugovaná báze kyseliny chlorovodíkové. A tohle je konjugovaná kyselina. Můžeme si představit, že tenhle hydroxoniový kation by za správných podmínek mohl darovat jiné molekule proton. Darovat vodík bez elektronu jiné molekule. Tohle je tedy konjugovaná kyselina od vody. Konjugovaná kyselina od molekuly vody. Jak vidíme, voda může být jak kyselinou, tak zásadou. Tohle vám může dát aspoň základní představu o Brønstedově-Lowryho definici kyselin a zásad. Ještě chci zmínit jednu věc. V některých učebnicích je přidání kyseliny do vody a vytvoření hydroxoniového iontu zapsáno takhle. Hned to napíšu. Někdy to uvidíte takhle. Máme kyselinu chlorovodíkovou, - tentokrát nebudu kreslit detaily - ve vodném roztoku. Ve vodném roztoku. Tu reakci v knihách zapisují takhle. Budou tu nějaké vodíkové kationty, tyhle protony. A také vznikne... Vše probíhá ve vodném roztoku. Vzniknou také chloridové anionty. Chloridové anionty ve vodném roztoku. Tohle není nesprávně, ale je důležité si uvědomit, co tyto vodíkové ionty znamenají. Víme, že pokud máme vodíkové ionty ve vodném roztoku, tak se nepohybují samostatně. Stávají se součástí molekuly vody a tvoří oxonium. Takže je přesnější popisovat tyto děje pomocí oxoniových kationtů, spíše než jen protonů. Protože tyhle protony ve vodném roztoku budou náležet molekule oxonia. A proto jsem to zde zapsal tímto způsobem.
video