Введение

Химическое соединение, образующееся при передаче протона от кислоты к основанию.

Конъюгированная кислота, в рамках теории Брёнстеда — Лоури, — это химическое соединение, образующееся, когда кислота передаёт протон (H+) основанию, иными словами, это основание, к которому добавлен ион водорода, поскольку оно теряет ион водорода в обратной реакции. С другой стороны, конъюгированное основание — это то, что остаётся после того, как кислота отдала протон в ходе химической реакции. Следовательно, конъюгированное основание — это вещество, образованное удалением протона из кислоты, поскольку оно может принять ион водорода в обратной реакции. Поскольку некоторые кислоты могут отдавать несколько протонов, конъюгированное основание кислоты может само быть кислотным. В итоге, это можно представить следующей химической реакцией:

Йоханнес Николаус Брёнстед и Мартин Лоури предложили теорию Брёнстеда — Лоури, согласно которой любое соединение, способное передать протон другому соединению, является кислотой, а соединение, принимающее протон, — основанием. Протон — это субатомная частица в ядре с единичным положительным электрическим зарядом. Он обозначается символом H+, поскольку представляет собой ядро атома водорода, то есть водородный катион. Катион может быть конъюгированной кислотой, а анион — конъюгированным основанием, в зависимости от того, какое вещество участвует и какая теория кислот и оснований используется. Самый простой анион, который может быть конъюгированным основанием, — это свободный электрон в растворе, конъюгированной кислотой которого является атом водорода.

Кислотно-основные реакции

В кислотно-основной реакции кислота и основание реагируют, образуя соответственно конъюгированное основание и конъюгированную кислоту. Кислота отдает протон, а основание принимает протон. На схемах, иллюстрирующих это, новая связь, образующаяся между основанием и протоном, отображается стрелкой, начинающейся на электронной паре основания и заканчивающейся на ионе водорода (протоне), который будет передан: в данном случае молекула воды является конъюгированной кислотой основного иона гидроксида после того, как последний принял ион водорода от аммония. С другой стороны, аммиак является конъюгированным основанием для кислотного иона аммония после того, как ион аммония отдал ион водорода с образованием молекулы воды. Кроме того, OH− можно рассматривать как конъюгированное основание H₂O, поскольку молекула воды отдает протон с образованием OH− в обратной реакции. Термины "кислота", "основание", "конъюгированная кислота" и "конъюгированное основание" не являются фиксированными для конкретного химического вещества, но могут меняться местами при изменении направления реакции.

Сила конъюгатов

Сила сопряженной кислоты пропорциональна ее константе диссоциации. Более сильная сопряженная кислота легче диссоциирует на продукты, "отдавая" протоны водорода и имея более высокую константу равновесия. Силу сопряженного основания можно рассматривать как его способность "притягивать" протоны водорода к себе. Если сопряженное основание классифицируется как сильное, оно будет прочно удерживать протон водорода в растворе, и его кислота не будет диссоциировать. Если химическое вещество является сильной кислотой, его сопряженное основание будет слабым. Примером может служить диссоциация соляной кислоты в воде. Поскольку соляная кислота является сильной (она диссоциирует в значительной степени), ее сопряженное основание будет слабым. Следовательно, в этой системе большая часть будет находиться в виде ионов гидроксония, а не в связанном состоянии с Cl−-анионами, и сопряженные основания будут слабее молекул воды. С другой стороны, если химическое вещество является слабой кислотой, его сопряженное основание не обязательно будет сильным. Например, этаноат, сопряженное основание уксусной кислоты, имеет константу основности (Kb) около 5,6e 10, что делает его слабым основанием. Чтобы у вида было сильное сопряженное основание, он должен быть очень слабой кислотой, такой как вода.