Kyseliny a zásady
Kyseliny a zásady (8/15) · 8:26

Konjugované kyseliny a báze Co jsou to konjugované kyseliny a báze? Příkladem může být kyselina fluorovodíková a fluoridový anion.

Navazuje na Chemické reakce a rovnováhy.
V tomto videu se budeme bavit o konjugovaných párech kyseliny a báze. Představíme si myšlenku konjugovaných kyselin a bazí na příkladu konkrétní reakce. Taková reakce je například mezi kyselinou flurovodíkovou, neboli HF a vodou. Takže kyselina flurovodíková je slabá kyselina, a když ji dáte do vody, bude se částečně disociovat. Takže část HF disociuje a dostanete fluoridový anion. A potom disociovaný kation H plus. Takže tento disociovaný H plus ion bude předán naší molekule vody. Takže se z vody stane H3O plus neboli oxoniový kation. A tento děj je v dynamické rovnováze, protože může jít dopředu a může jít i dozadu, a nakonec jsou obě rychlosti stejné a oba děje se odehrávají ve stejnou dobu. Takže v téhle reakci se děje několik věcí a my budeme uvažovat v termínech výměny kationtů vodíku. Takže pokud se podíváme na fluorovodíkovou kyselinu a budeme se dívat v přímém směru, z našeho HF se stane F minus. A děje se tak získáním nebo ztrátou, takže napíšu mínus kvůli ztrátě protonu. Takže naše HF ztrácí proton, čímž vznikne F minus neboli fluoridový anion. A můžeme podívat na stejný děj ale v opačném směru. Takže když se podíváme na opačnou reakci, ke které také dochází, fluoridový anion může vzít nebo přijmout odněkud proton. Takže vezme H plus, takže budu mít H plus. A když fluorid příjme proton, obnovíme naši HF. Takže vidíme, že HF a F minus jsou ve zvláštním vztahu, kde můžete vytvořit jeden nebo druhý ztrátou nebo získáním protonu. A podobný vztah můžeme najít mezi vodou a oxoniem. Takže tahle voda, říkáme, že voda přijímá proton z HF, takže vidíme, že voda dostane proton, a tak získáme oxonium. Opačnou reakcí může oxonium ztratit proton a obnovit vodu. Takže, minus H plus. Takže znovu. Máme tyhle dvě částice, vodu a oxonium, které se liší pouze tím, zda mají nebo nemají H plus. V chemii označujeme molekuly (species), které jsou takhle příbuzné, jako konjugovaný pár kyseliny a báze. Takže oficiální definice, nebo moje oficiální definice konjugované kyseliny a báze je, když máte dvě částice, které jsou spolu takto svázané. Dvě molekuly, které si jsou podobné, až na jedno H plus. V tomto případě máme HF a F minus které se navzájem liší pouze o H plus. A tak HF a F minus jsou konjugovaný pár kyseliny a báze. Máme taky vodu a oxonium, které se také liší jenom o H plus. Takže voda a H3O plus jsou konjugovaný pár kyseliny a báze. Pravděpodobně vám to dojde už z názvu, ale kdykoliv máte konjugovaný pár kyseliny a báze, jedna část páru je kyselina a druhá část je báze. Definice, která částice je kyselina a která je báze, vychází z Bronstedovy-Lowryho teorie kyselin a bazí. Takže Bronstedova-Lowryho teorie říká, že každá částice, která může odevzdat H plus, tedy každá částice, která se vzdá H plus, je kyselina. Vidíme, že kyselina fluorovodíková vystupuje jako kyselina v konjugovaném páru kyseliny a báze. To znamená, že fluorid se musí chovat jako báze. A to dává smysl, protože podle Bronstedova-Lowryho definice je báze částice, která přijímá H plus. A to je přesně to, co se děje při opačné reakci. Vaše F minus vezme H plus a vytvoří znovu kyselinu. Stejně se můžeme podívat na vodu a H3O plus. Takže tady, voda odebírá proton, nebo ho přijímá, takže se chová jako báze. A při opačné reakci, H3O+ odevzdává proton, takže H3O plus se chová jako kyselina. Vztah mezi konjugovanou kyselinou a bází můžeme psát i obecněji. Budeme značit jakoukoli obecnou kyselinu jako HA. Takže tady je naše kyselina. Řekli jsme, že kyselina je částice, která odevzdá proton. Takže ztratí proton, a když se tak stane, vytvoří konjugovanou bázi, která je reprezentována pomocí A minus. Při opačné reakci, naše báze, A minus, může získat proton a znovu vytvořit naši kyselinu nebo konjugovanou bázi. Takže kdykoliv máte dvě částice, které mají stejný základ, který zde značíme A minus, a jedna má H plus a druhá ne, víte, že máte konjugovaný pár kyseliny a báze. Pojďme se podívat na další příklady konjugovaných párů kyselin a bazí. Nahoře jsme viděli, že HF neboli kyselina fluorovodíková má konjugovanou bázi F minus. Takže tady je HF naše kyselina a když ztratí proton, zůstane nám F minus. Ve stejné reakci jsme viděli, že voda se může chovat jako báze. Takže pokud je voda naše A minus a pokud přijme proton, vytvoří konjugovanou kyselinu H3O plus. Příklad, který jsme si teď ukázali, HF, platí pro slabou kyselinu. Ale můžeme také mluvit o konjugované bázi silné kyseliny, např. kyseliny chlorovodíkové. HCl je silná kyselina, což znamená, že kompletně disociuje. Takže vždy odevzdá všechny své protony a pak nám zůstane konjugovaná báze, chlorid. Takže ačkoliv chlorid není nijak zvlášť bazický, je stále konjugovanou bází k HCl. A na závěr si ukážeme dva příklady, kde to vypadá, že bychom mohli mít konjugovaný pár kyseliny a báze, ale ve skutečnosti nemáme. Takže první příklad: Co třeba vztah mezi H3O plus a OH minus? Pokud budeme za kyselinu považovat H3O plus a odebereme jí proton, zjistíme, že její konjugovaná báze je voda. Když voda ztratí další proton, získáme OH minus. Takže tyto dvě částice se liší o dva protony místo jednoho. Takže tihle dva, oxonium a hydroxidový anion nejsou konjugovaný pár kyseliny a báze protože se liší o dva protony místo jednoho. A poslední příklad, na který se podíváme... Řekli jsme, že fluoridový anion je konjugovaná báze k HF. Jaký bude například vztah mezi fluoridem sodným a fluoridovým aniontem? Tihle dva taky netvoří konjugovaný pár, protože když vezmeme fluoridový anion a ten příjme proton, nevznikne fluorid sodný. Liší se o sodný kation. Takže podle definice, tyhle dvě částice nejsou konjugovaný pár kyseliny a báze. Takže v tomto videu jsme se naučili, že konjugovaný pár kyseliny a báze je, když máme dvě částice, které mají stejný základ, ale liší se o jeden proton. Takže kyselina má navíc jeden proton, který může odevzdat a vytvořit tak bázi.
video