Aigéad comhchuingeach

Ón Vicipéid, an chiclipéid shaor.
Jump to navigation Jump to search

Is comhdhúil cheimiceach é aigéad comhchuingeach, laistigh de theoiric aigéad–bunanna Bhrønsted-Lowry, a fhoirmítear nuair a dheonaíonn aigéad prótón (H +) go dtí bun - i bhfocail eile, is bun é le hiain hidrigine curtha leis, mar san imoibriú cúlaithe cailleann sé ian hidrigine. Ar an láimh eile, is bun comhchuingeach é an speiceas atá fágtha tar éis d’aigéad prótón a dheonú, le linn imoibrithe cheimicigh. Dá réir sin, is éard is bun comhchuingeach ann ná speiceas a fhoirmítear trí phrótón a ghlacadh as aigéad, mar gheall ar an imoibriú cúlaithe tá sé in ann ian hidrigine a ghnóthú. [1] Toisc go bhfuil roinnt aigéad in ann nís mó na prótón amháin a scaoileadh, d’fhéadfadh go mbeadh bun comhchuingeach an aigéid aigéadach.

Johannes Brønsted
Thomas Martin Lowry

Go hachomair, is féidir é seo a léiriú mar an t-imoibriú ceimiceach seo a leanas:

Aigéad + Bun ⇌ Bun comhchuingeach + Aigéad comhchuingeach

Chuir Johannes Nicolaus Brønsted agus Martin Lowry teoiric Brønsted-Lowry i láthair, a mhol gur aigéad é aon chomhdhúil atá in ann prótón a dheonú chuig aon chomhdhúil eile, agus gur bun é an chomhdhúil a ghlacann leis an bprótón. Is cáithnín núicléach é prótón a bhfuil aonad lucht leictreach dearfach aige; léirítear é leis an tsiombail H+ toisc gurb é atá ann núicléas adamh hidrigine,[2] is é sin, caitian hidrigine.

Is féidir le caitian a bheith ina aigéad comhchuingeach, agus is féidir le ainian a bheith ina bhun comhchuingeach, ag brath ar an tsubstaint atá i gceist agus ar theoiric aigéad–bunanna a bhíonn i gceist. Is é an t-ainian is simplí is féidir a bheith ina bhun comhchuingeach ná an leictreon tuasláite arb é a hidrigin adamhach an t-aigéad comhchuingeach.

Imoibrithe aigéad–bunanna[cuir in eagar | athraigh foinse]

In imoibriú aigéad–bunanna, imoibríonn aigéad móide bun chun bun comhchuingeach móide aigéad comhchuingeach a fhoirmiú:

Cruthaítear comhchuingigh nuair a chailleann aigéad prótón hidrigine nó nuair a ghnóthaíonn bun prótón hidrigine. Féach an figiúr seo a leanas: Conjugate base reaction.jpg

Deirimid gurb é an móilín uisce an t-aigéad comhchuingeach den ian hiodrocsaíde, tar éis don ian hiodrocsaíde an prótón hidrigine, deonaithe ag amóiniam, a fháil. Ar an láimh eile, is í an amóinia an bun comhchuingeach don amóiniam aigéadach tar éis amóiniam ian hidrigine a dheonú chun mhóilín uisce a tháirgeadh. Is féidir linn tagairt a dhéanamh freisin do OH- mar bhun comhchuingeach de H2O, ós rud é go ndeonaíonn an móilín uisce prótón chun NH4+ a tháirgeadh san chúlimoibriú, arb é an próiseas is suntasaí sa nádúr é mar gheall ar neart an bhuin NH3 thar an ian hiodrocsaíde. Bunaithe ar an bhfaisnéis seo, is léir nach bhfuil na téarmaí "Aigéad", "Bun", "aigéad comhchuingeach", agus "bun comhchuingeach" socraithe do speiceas ceimiceach áirithe; ach tá siad inmhalartaithe de réir an imoibrithe atá ar siúl.

Neart na gcomhchuingeach[cuir in eagar | athraigh foinse]

Bíonn neart an aigéid chomhchuingigh i gcomhréir dhíreach lena thairiseach díthiomsúcháin. Má tá aigéad comhchuingeach láidir, beidh a thairiseach cothromaíochta níos airde ag a dhíthiomsúcháin agus beidh táirgí an imoibrithe fabhraithe. Is féidir neart buin chomhchuingigh a mheas mar chlaonadh an speicis prótóin hidrigine a “tharraingt” ina dtreo féin. Má rangaítear bun comhchuingeach mar "láidir", coimeádfaidh sé “greim” ar an bprótón hidrigine nuair a bheidh sé i dtuaslagán agus ní dhíscaoilfidh a aigéad.

Má rangaítear speiceas mar "aigéad láidir ", beidh a bhun comhchuingeach lag. [3] Sampla den chás seo is ea díthiomsú an aigéid hidreaclóraigh HCl in uisce. Ós rud é gur aigéad láidir é HCl (díthiomsaíonn sé den chuid is mó), beidh a bhun comhchuingeach (Cl−) ina bhun lag comhchuingeach. Dá bhrí sin, sa chóras seo, beidh an chuid is mó de na H+ i bhfoirm iain hiodróiniam H3O+, in ionad a bheith nasctha le hainian Cl agus beidh an bun comhchuingeach níos laige ná móilín uisce.

Ar an láimh eile, má rangaítear speiceas mar "aigéad lag" ní gá go mbeidh a bhun comhchuingeach ina bhun láidir. Smaoinigh go bhfuil tairiseach díthiomsúcháin (Kb) de thart ar 5.6x10−10 ag an aicéatáit, an bun comhchuingeach den aigéad aicéiteach, rud a fhágann gur bun lag é. Ionas go mbeidh bun comhchuingeach láidir ag speiceas, caithfidh sé a bheith ina aigéad an-lag, cosúil le huisce mar shampla.

D’fhonn péirí comhchuingeacha aigéad-bunanna a aithint[cuir in eagar | athraigh foinse]

D’fhonn péire comhchuingeach aigéad-bunanna a aithint, cuardaigh an péire comhdhúile atá gaolmhar. Is féidir súil a chaitheamh ar imoibriú aigéad-bunanna sa chiall roimh agus ina dhiaidh. Tá an roimh ar thaobh na láimhe clé den chothromóid (ar thaobh an imoibreáin), agus an ina dhiaidh ar thaobh na láimhe deise (ar thaobh an táirge). Gnóthaíonn an t-aigéad comhchuingeach, ar thaobh na láimhe deise, ian hidrigine, mar sin ar thaobh na láimhe clé den chothromóid, is é an bun an comhdhúil a bhfuil ian hidrigine amháin níos lú aige den aigéad comhchuingeach. Chaill an bun comhchuingeach ar an taobh eile den chothromóid ian hidrigine, mar sin ar thaobh an imoibreáin den chothromóid, is é an t-aigéad an comhdhúil a bhfuil ian hidrigine amháin níos mó den bhun comhchuingeach aige.

Smaoinigh ar an imoibriú aigéad-bunanna seo a leanas:

HNO3 + H2O → H3O+ + NO3

Is aigéad é an t-aigéad nítreach (HNO3) toisc go ndeonaíonn sé prótón don mhóilín uisce, agus is í an níotráit a bhun comhchuingeach (NO). Feidhmíonn an móilín uisce mar bhun, toisc go bhfaigheann sé an caitian hidrigine (prótón) agus is é a aigéad comhchuingeach ná an t-ian ocsóiniam (H3O+).

Cothromóid Aigéad Bun Bun comhchuingeach Aigéad comhchuingeach
HClO2 + H2O → ClO2 + H3O+ HClO2 H2O ClO2- H3O+
ClO + H2O → HClO + OH- H2O ClO OH- HClO
HCl + H2PO4 → Cl-+ H3PO4 HCl H2PO4 Cl H3PO4

Feidhmeanna[cuir in eagar | athraigh foinse]

Bíonn úsáid amháin d'aigéid agus bunanna comhchuingithe páirteach i gcórais mhaolánaithe, lena n-áirítear tuaslagán maolánach. I maolán, úsáidtear aigéad lag agus a bhun comhchuingeach (i bhfoirm salainn), nó bun lag agus a aigéad comhchuingeach, chun an t-athrú pH a theorannú, le linn phróiseas toirtmheasctha. Tá feidhmeanna ceimiceacha orgánacha agus neamhorgánacha ag maoláin. Mar shampla, seachas maoláin a úsáidtear i bpróisis saotharlainne, feidhmíonn fuil an duine mar mhaolán chun pH a choinneáil. Is é an maolán is tábhachtaí inár sruth fola ná an córas maolánach décharbónáite, a choisceann dianathruithe pH nuair a bhíonn CO2 curtha isteach. Feidhmíonn sé mar seo:

Ina theannta sin, seo tábla de mhaoláin choitianta.

Oibreán maolánach pKa Raon úsáideach pH
Aigéad citreach 3.13, 4.76, 6.40 2.1 - 7.4
Aigéad eatánóch 4.8 3.8 - 5.8
KH2PO4 7.2 6.2 - 8.2
CHES 9.3 8.3–10.3
Bóráit 9.24 8.25 - 10.25

Ba é an dara feidhm choitianta le comhdhúil orgánach ná maolán a tháirgeadh le haigéad eatánóch. Má bhí an t-aigéad eatánóch, aigéad lag leis an bhfoirmle CH3COOH, le n-athrú ina dtuaslagán maolánach, bheadh gá é a chomhcheangal lena bhun comhchuingeach CH3COO i bhfoirm salainn. Tugtar maolán aicéatáite, ar an meascán mar thoradh air, comhdhéanta de CH3COOH uiscí agus CH3COONa uiscí. Feidhmíonn an t-aigéad eatánóch, mar aon le go leor aigéad lag eile, mar chomhpháirteanna úsáideacha de mhaoláin i suíomhanna saotharlainne éagsúla, gach ceann acu úsáideach laistigh dá raon pH féin.

Sampla le comhdhúil neamhorgánach is ea úsáid íocshláinte bhun comhchuingeach an aigéid lachtaigh ar a dtugtar lachtáit i dTuaslagán Lachtáite Ringer (nó Hartmann). Tá an fhoirmle C3H6O6 ag aigéad lachtach agus úsáidtear a bhun comhchuingeach i sreabháin infhéitheacha arb éard atá iontu ná caitiain shóidiam agus photaisiam mar aon le hiain lachtáite agus chlóiríde i dtuaslagán le huisce driogtha. Is gnách go mbíonn na sreabháin seo iseatónach maidir le fuil an duine agus úsáidtear iad go coitianta chun an leibhéil sreabháin a spíceadh i gcóras tar éis caillteanas fola trom mar gheall ar thráma, máinliacht nó gortú dó.

Tábla aigéid agus a mbun comhchuingeach[cuir in eagar | athraigh foinse]

Táblaítear laistíos roinnt samplaí d’aigéid agus a mbunanna comhchuingithe; tabhair faoi deara an difríocht atá eatarthu, ní ach le prótón amháin (ian H +). Laghdaíonn neart aigéid agus méadaíonn neart bhuin chomhchuingigh ag dul síos an tábla.

Aigéad Bun comhchuingeach
H 2F+ Fluaraniam HF Fluairíd hidrigine
HCl Aigéad hidreaclórach Cl Clóirídí
H2SO4 Aigéad sulfarach HSO4 Sulfáit hidrigine
HNO3 Aigéad nítreach NO3 Níotráit
H3O+ Ocsóiniam H2O Uisce
HSO4 Sulfáit hidrigine SO42− Sulfáit
H3PO4 Aigéad fosfarach H2PO4 Fosfáit déhidrigine
CH3COOH Aigéad eatánóch CH3COO Aicéatáit
HF Aigéad hidreafluarach F Fluairíd
H2CO3 Aigéad carbónach HCO3 Hidrigincharbónáit
H2S Aigéad hidreafluarach HS Suilfíd hidrigine
H2PO4 Fosfáit déhidrigine HPO42− Fosfáit hidrigine
NH4+Amóiniam NH3 Amóinia
H2O Uisce (pH=7) OH Hiodrocsaíd
HCO3 Hidrigincharbónáit (décharbónáit) CO32− Carbónáit

Tábla de bhunanna agus a n-aigéid chomhchuingeacha[cuir in eagar | athraigh foinse]

I gcodarsnacht, seo tábla de bhunanna agus a n-aigéid chomhchuingeacha. Ar an gcaoi chéanna, laghdaíonn neart an bhuin agus méadaíonn neart an aigéid chomhchuingigh, ag dul síos an tábla.

Bun Aigéid comhchuingeach
C2H5NH2 Éatánaimín C2H5NH3+ Ethylammonium ion
CH3NH2 Meatánaimín CH3NH3+ Meitiolamóiniam
NH3 Amóinia NH4+ Amóiniam
C5H5N Piridín C5H6N+ Piridíniam
C6H5NH2 Ainilín C6H5NH3+ Feiniolamóiniam
C6H5CO2- Beansóáit C6H6CO2 Aigéad beansóch
F- Fluairíd HF Fluairíd hidrigine
PO43- Fosfáit HPO42- Fosfáit monaihidrigine
OH Hiodrocsaíd H2O Uisce (neodrach, pH 7)
HCO3- Hidrigincharbónáit H2CO3</sub Aigéad carbónach
CO32- Carbónáit HCO3- Hidrigincharbónáit
Br- Bróimín HBr Bróimíd hidrigine
HPO42- Fosfáit hidrigine H2PO4-
Cl- HCl
H2O H3O+

Féach freisin[cuir in eagar | athraigh foinse]

Tagairtí[cuir in eagar | athraigh foinse]

  1. Zumdahl, Stephen S., & Zumdahl, Susan A. Chemistry. Houghton Mifflin, 2007,
  2. "Brønsted–Lowry theory | chemistry". Encyclopedia Britannica. Retrieved 25 February 2020
  3. Strength of Conjugate Acids and Bases Chemistry Tutorial. https://www.ausetute.com.au/cabstrength.html