Transcript: Echilibre acido-bazice. Tăria acizilor. Exponentul de aciditate - Partea I

Aproape toate procesele chimice care constituie ceea ce numim viață, sau majoritatea proceselor chimice care fac tehnologia posibilă,
pot fi puse în seama activităților a două particule extrem de mici, electronul și protonul.
Urmărind cu atenție ceea ce se petrece în jurul nostru, vom observa că majoritatea lucrurilor se reduc la electroni sau protoni
care se plimbă de la o moleculă la alta, uneori singuri și alteori trăgând după ei diverse grupări de atomi.
Este vorba de reacțiile cu transfer de electron și reacțiile cu transfer de proton.
Aceste procese atât de simple stau la baza unei rețele enorm de complexe de reacții chimice care ne mențin în viață
sau care fac această lecție să ajungă la tine.
În acest capitol ne vom concentra asupra unui singur tip de transfer și anume transferul de protoni.
Pentru a continua ar trebui să ne renuim cunoștința cu protonii.
Toți protonii din orice colț al Universului am vrea să-i luăm sunt exact la fel
și se bănuiește că mai toți protonii din Univers se găsesc în interiorul atomilor.
Mai precis în nucleele atomilor alături de neutroni.
Ceea ce dă individualitatea atomilor, adică ceea ce face ca un atom să fie de exemplu un atom de fier sau un atom de aur
sau ceea ce face ca un alt atom să fie un atom de clor și tot așa, este numărul de protoni prezenți în nucleul atomului respectiv.
Pentru chimiști, protonul este de fapt nucleul unui atom de hidrogen.
De obicei, protonul se notează cu simbolul hidrogen plus,
ceea ce semnifică un atom de hidrogen care și-a pierdut singurul său electron.
Așadar, ionul de hidrogen este sinonim cu proton.
Pe scurt, subiectul acestui capitol se referă la felul în care protonii fug de la o moleculă și sunt capturați de o altă moleculă.
Aici, această proton se va atașa de un nor electronic sau se îmbracă cu o pereche de electron și devine un nou atom de hidrogen legat de molecula care l-a capturat.
Acum că știm care-i treaba cu personajul principal, e timpul să ne reamintim și despre alte două personaje fără de care nu se poate să povestim despre transferul de proton.
Este vorba despre acid și baze.
Știm de la englezul Thomas Lowry și de la danezul Johannes Bronsted că un acid este orice specie chimică care poate dona un proton altei molecule.
Iar o bază este orice specie chimică care poate accepta un proton.
Aceasta este teoria protolitică Bronsted-Lowry elaborată de cei doi în 1923.
Așadar, un acid este un donor de proton, iar o bază este un acceptor de proton.
Reacția generală care are loc la dizolvarea unui acid în apă este următoarea.
O moleculă de acid plus o moleculă de apă duce la formarea unui ion hidroniu și a unui anion a-.
Deci avem un acid oarecare cu formula generică HA și să ne reamintim că notația AQ se referă la faptul că reacția este un sistem apos și că toate speciile din soluții apoase sunt specii hidratate.
În acest capitol în care vom vorbi despre acizi și baze și transfer de proton, cam toate soluțiile vor fi soluții apoase deoarece chimia acizilor și bazelor are loc în general în apă.
Și o observație foarte importantă privitoare la proton.
În soluții apoase, protonul există întotdeauna sub formă de ion hidroniu, hidrogen 3 oxigen plus.
Ionul hidroniu este format dintr-o moleculă de apă și un ion de hidrogen.
Însă, pentru a simplifica lucrurile, de cele mai multe ori în acest capitol ne vom referi la ionul hidroniu ca la un ion de hidrogen și atât.
Dar noi vom ști că dacă reacția despre care vom vorbi are loc în soluții apoase, atunci când ne referim la protoni, de fapt este vorba despre ionul hidroniu.
Și revenind la ecuația reacției generale, această reprezentare a disocierii unui acid în apă scoate de fapt în evidență rolul pe care îl joacă molecula de apă, o moleculă polară, în atragerea protonului din molecula acidului.
Observăm că ionul aminus este tot ceea ce rămâne din molecula acidului după ce pierde protonul.
Să ne reamintim că aminus este de fapt baza conjugată a acidului. Acidul conjugat se va forma atunci când protonul este transferat către bază.
Un cuplu acid-bază conjugată conține două specii chimice care sunt înrudite prin donarea și acceptarea unui singur proton.
În ecuația acestei reacții avem două cupluri acid-bază conjugate. Acestea sunt acidul HA și ionul aminus.
Deci aici avem un acid și baza s-a conjugată, de cealaltă parte a reacției.
Iar celălalt cuplu acid-bază conjugată este format din această moleculă de apă, care este bază, și acidul s-o conjugat, adică ionul de hidroniu.
Așadar, molecula de apă și acidul s-o conjugat, ionul de hidroniu.
Haideți să ne gândim că această relație reprezintă, de fapt, o competiție între cele două baze, adică între molecula de apă și ionul aminus.
Iar premiul acestei competiții este chiar protonul.
Dacă apa este o bază mai puternică decât ionul aminus, atunci echilibrul se va deplasa spre dreapta.
Să notăm aici echilibru.
Este deplasat foarte mult spre dreapta.
Asta înseamnă că majoritatea moleculelor de acid, HA, vor disocia sau vor ioniza.
Deci, în vasul de reacție vor exista, în marea majoritate, moleculele din partea dreapta a reacției.
Deci, aici avem ionul aminus și ionul hidroniu.
În schimb, dacă baza conjugată aminus este mult mai puternică decât molecula de apă ca bază,
atunci echilibrul va fi deplasat foarte mult spre stânga.
Deci, echilibrul reacției este deplasat foarte mult spre stânga
și atunci majoritatea moleculelor de acid la echilibru vor fi sub forma HA.
Adică, acidul se va găsi sub formă nedisociată.
Și vor exista, în cantități foarte mici, ion hidroniu și ion aminus.
Deci, în vasul de reacție, la echilibru, vor exista majoritari speciile din partea stângă a ecuației reacției.
Dar, în această competiție, este foarte important și ce-și dorește protonul.
Dacă protonul este foarte atașat de acid sau dacă vrea să scape foarte repede de acolo.