Konjugovaný pár kyseliny a báze

Úvod k teorii o konjugovaných párech kyseliny a báze. Definice a příklady konjugovaných párů.

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.