A química ácida -base é uma pedra angular da ciência química, sustentando tudo, desde experimentos de laboratório até os processos que ocorrem dentro do corpo humano.
Uma das estruturas mais úteis para a compreensão de ácidos e bases é a teoria de Brønsted-Lowry, que foi introduzida no início do século XX.
Essa abordagem ampliou a definição tradicional de ácidos e bases, tornando -a mais versátil em diferentes sistemas químicos. Na sua essência, o modelo Brønsted-Lowry outline ácidos como doadores de prótons e bases como aceitadores de prótons.
Takeaways -chave
Uma base de Brønsted-Lowry é um aceitador de próton (H⁺), normalmente contendo um par solitário de elétrons
Esta definição é mais ampla que o modelo mais antigo de Arrhenius e se aplica a uma ampla variedade de sistemas
As bases de Brønsted-Lowry também são frequentemente bases de Lewis, mas as duas teorias não são idênticas
Exemplos domésticos e médicos comuns incluem amônia, sabonetes, leite de magnésia e alvejante
O que outline uma base de Brønsted-Lowry?
O Base Brønsted-Lowry é definido por sua capacidade de aceitar um próton (íon h⁺). Isso é diferente das definições mais antigas, como o Modelo de Arrheniusque restringe as bases a substâncias que produzem íons hidróxido (OH⁻) na água.
Ao se concentrar na transferência de prótons, Brønsted e Lowry criaram uma maneira mais common de classificar bases.
A capacidade de uma base de aceitar um próton geralmente vem da presença de um par único de elétrons em átomos como nitrogênio ou oxigênio. Este par solitário pode formar um vínculo com o próton de entrada, criando o que é chamado conjugado ácido.
Por exemplo, quando a amônia (NH₃) aceita um próton, torna -se amônio (NH₄⁺). Isso demonstra não apenas como as bases funcionam, mas também introduz o conceito de pares conjugados de ácido -base.
O poder dessa definição é sua flexibilidade. Ele nos permite descrever reações que ocorrem em sistemas não aquosos, como em solventes orgânicos ou em moléculas biológicas.
Ele também permite que os químicos analisem reações complexas de transferência de prótons de maneiras que o modelo de Arrhenius simplesmente não pode.
Compreendendo a teoria de Brønsted-Lowry
O Teoria de Brønsted-Lowry foi proposto independentemente por Johannes Brønsted e Thomas Lowry em 1923.
Seu objetivo period abordar as limitações das definições de ácido -base anteriores e fornecer uma estrutura que trabalhou em uma variedade maior de ambientes químicos. Ao mudar o foco para a transferência de prótons, a teoria se tornou uma ferramenta mais poderosa para químicos e educadores.
Em uma reação de Brønsted-Lowry, sempre há dois pares em jogo: um ácido com sua base conjugada e uma base com seu ácido conjugado.
Considere a reação do ácido clorídrico (HCl) com amônia (NH₃):
Hcl + nh₃ → nh₄⁺ + cl⁻
Aqui, a HCL doa um próton e se torna Cl⁻, enquanto NH₃ aceita o próton e se torna NH₄⁺. Cada espécie tem um parceiro direto – hcl e cl⁻ formam um par, nh₃ e nh₄⁺ formam o outro. Esse conceito de par de dois pares é central para entender a teoria.
Como a abordagem de Brønsted-Lowry não se limita a reações à base de água, também se aplica a sistemas como amônia líquida ou solventes orgânicos.
Por exemplo, ácidos e bases na química do petróleo, enzimas biológicas ou catalisadores industriais podem ser descritos sob essa estrutura, tornando -a uma parte important da química moderna.
Brønsted-Lowry vs. Lewis Principle
Enquanto a teoria de Brønsted-Lowry se concentra na transferência de prótons, a teoria de Lewis, proposta por Gilbert N. Lewis Em 1923, tem uma perspectiva diferente.
Uma base de Lewis é definida como qualquer substância que possa doar um par de elétrons para formar uma ligação, enquanto um ácido de Lewis é aquele que aceita um par de elétrons.
Essa diferença pode parecer sutil, mas tem consequências significativas. Muitas bases de Brønsted-Lowry, como a amônia, também são bases de Lewis porque doam um par de elétrons ao aceitar um próton.
No entanto, a teoria de Lewis é mais ampla, cobrindo situações que não envolvem prótons. Por exemplo, reações envolvendo íons e ligantes metálicos são melhor explicados usando definições de Lewis.
Para estudantes e químicos, é importante lembrar que nenhuma teoria está “errada”. Em vez disso, cada um oferece uma lente útil através da qual podemos ver ácido–Vavor de base.
Exemplos de bases de Brønsted-Lowry na vida cotidiana
A teoria de Brønsted-Lowry pode parecer abstrata, mas sua relevância na vida cotidiana é clara quando olhamos para as substâncias ao nosso redor que fazem uso de seus princípios.
Muitos dos produtos químicos que usamos diariamente, sejam na cozinha, banheiro ou armário de remédios, atuam como bases de Brønsted-Lowry.
Amônia
Uma das bases mais simples e familiares de Brønsted-Lowry é Amônia (NH₃).
Encontrado em ambos Químico de limpeza Agentes e fertilizantes, a amônia é amplamente utilizada devido à sua capacidade de aceitar um próton e formar amônio (NH₄⁺).
Na água, a amônia reage para formar íons de amônio e hidróxido, tornando a solução básica:
Nh₃ + h₂o ⇌ nh₄⁺ + oh⁻
Esta propriedade explica por que os produtos de limpeza à base de amônia são eficazes no corte de graxa e sujeira, à medida que os íons hidróxidos aumentam a alcalinidade da solução.
Soaps Forneça um excelente exemplo cotidiano de bases de Brønsted-Lowry. Eles são normalmente feitos reagindo gorduras ou óleos com bases fortes, como Hidróxido de sódio em um processo conhecido como saponificação. O resultado é uma mistura de sais de carboxilato de cadeia longa, que atuam como bases na água.
Essas moléculas de sabão contêm grupos carboxilatos carregados negativamente que podem aceitar prótons. Quando dissolvidos em água, eles aumentam ligeiramente a concentração de íons hidróxido, dando à sabão sua sensação escorregadia e alcalina característica.
Além da química, essa propriedade tem uma aplicação prática: os sabonetes são emulsificantes eficazes, o que significa que podem quebrar óleos e gorduras em pequenas gotículas que podem ser lavadas.
Sem o comportamento da base, o poder de limpeza do sabão seria muito menos eficaz.
Leite de magnésia
Um exemplo medicinal bem conhecido de uma base de Brønsted-Lowry é o leite de magnésia, que é uma suspensão de hidróxido de magnésio (mg (OH) ₂) na água. É amplamente utilizado como um antiácido para aliviar os sintomas de indigestão e azia.
O hidróxido de magnésio aceita prótons do excesso de ácido estomacal (HCL), formando água e cloreto de magnésio no processo:
Mg (oh) ₂ + 2 hcl → mgcl₂ + 2 h₂o
Ao neutralizar o ácido estomacal, alivia o desconforto e restaura o equilíbrio no sistema digestivo.
Estudos farmacológicos observam que o leite de magnésia tem um pH em torno de 10,5, tornando -o fortemente básico.
Sua eficácia e segurança o tornaram um remédio comum sem receita por décadas, ilustrando como as bases de Brønsted-Lowry contribuem diretamente para a saúde humana.
Alvejante doméstico
O alvejante doméstico, geralmente contendo hipoclorito de sódio (NAOCL), é outra base acquainted de Brønsted-Lowry.
Usado para desinfetar e clareamento, Bleach Options são altamente alcalinos, com um pH próximo a 12,6.
Em solução, o hipoclorito de sódio pode aceitar prótons, produzindo íons hidróxidos que contribuem para a forte basicidade do alvejante:
Ocl⁻ + h₂o ⇌ hocl + oh⁻
Essa alta alcalinidade ajuda a quebrar manchas orgânicas e matar efetivamente bactérias e vírus, tornando o Bleach um poderoso agente de limpeza.
Embora o alvejante seja uma base valiosa em ambientes domésticos e industriais, sua natureza cáustica também o torna perigoso. Diretrizes de manuseio seguro enfatizam a importância das luvas de proteção e da ventilação adequada ao usar soluções de branqueamento.
Conclusão
Uma base de Brønsted-Lowry é um aceitador de prótons, normalmente possuindo um par de elétrons solitário. Ele se estende além das definições tradicionais de Arrhenius e abrange muitas substâncias comuns. Da amônia ao leite de magnésia, essas bases desempenham papéis vitais na limpeza, neutralização, saúde e química industrial.
