La teoria di Brønsted–Lowry amplia quella inizialmente espressa da Arrhenius che non riusciva a giustificare l'acidità o la basicità di alcune specie
Nel 1923 fu elaborata la teoria di Brønsted–Lowry che proposero indipendentemente l'uno dall'altro una nuova teoria acido-base. Secondo la teoria di Brønsted–Lowry un acido è un donatore di protoni e una base un accettore di protoni.
Esercizi
Per meglio comprendere come tale definizione possa essere applicata si propongono alcuni esercizi tipici:
a) qual è la base coniugata di ognuno dei seguenti acidi: HClO4, H2S, PH4+, HCO3–?
b) qual è l'acido coniugato di ognuna delle seguenti basi: CN–, SO42-, H2O, HCO3–?
Per rispondere a tali quesiti basti pensare che la base coniugata si ottiene sottraendo dalla specie un protone e un acido coniugato si ottiene aggiungendo alla specie un protone.
a) HClO4 meno un protone (H+) è ClO4–. Analogamente le altre basi coniugate sono: HS–, PH3, e CO32-
b) CN– più un protone (H+) è HCN. Analogamente gli altri acidi coniugati sono HSO4–, H3O+, e H2CO3
Lo ione idrogeno solfito è anfiprotico;
a) scrivere un'equazione relative alla reazione di HSO3– con l'acqua in cui lo ione agisce da acido
b) scrivere un'equazione relative alla reazione di HSO3– con l'acqua in cui lo ione agisce da base
In entrambi i casi identificare le coppie acido-base coniugate
Viene richiesto di scrivere due equazioni che rappresentano le reazioni tra HSO3– e l'acqua, una in cui HSO3– agisca da acido ovvero dona un protone all'acqua, e una in cui HSO3– agisca da base accettando un protone dall'acqua.
2)
a) HSO3– + H2O ⇄ SO32- + H3O+
in tale reazione HSO3– agisce da acido e SO32- è la sua base coniugata; H2O agisce da base e H3O+ è il suo acido coniugato
b) HSO3– + H2O ⇄ H2SO3 + OH–
in tale reazione HSO3– agisce da base e H2SO3è il suo acido coniugato; H2O agisce da acido e OH– è la sua base coniugata
3)
Quando il monossido di litio si scioglie in acqua, la soluzione diventa basica per la reazione dello ione O2- con l'acqua. Scrivere la reazione identificando le coppie acido-base coniugate
O2-(aq) + H2O(l) ⇄ OH–(aq) + OH–(aq)
O2- è la base e OH– il suo acido coniugato , H2O è la base e OH– è il suo acido coniugato
4)
Lo ione diidrogeno fosfato si può comportare da acido o da base; individuare in quale delle seguenti reazioni si comporta da acido e, per entrambe le reazioni identificare le coppie acido-base coniugate
H2PO4– + H2O ⇄ H3PO4 + OH–
H2PO4– + H2O ⇄ HPO42- + H3O+
Nella prima reazione lo ione diidrogeno fosfato acquista un protone e si comporta da base:
H2PO4– = base; H2O = acido; H3PO4 = acido coniugato; OH– = base coniugata
Nella seconda reazione lo ione diidrogeno fosfato perde un protone e si comporta da acido:
H2PO4– = acido; H2O = base; HPO42- = base coniugata; H3O+ = acido coniugato
5)
Data la reazione tra lo ione carbonato e lo ione idrogeno solfuro:
CO32- + HS– ⇄ HCO3– + S2-
identificare le coppie acido-base coniugate.
La specie che accetta un protone è lo ione carbonato che si comporta quindi da base di Brønsted-Lowry , mentre lo ione idrogeno solfuro che perde un protone si comporta da acido. Pertanto le coppie acido-base coniugate sono:
CO32- = base; HS– = acido; HCO3– = acido coniugato; S2- = base coniugata
6)
Data la reazione tra lo ione idrogenosolfito e lo ione idronio:
HSO3– + H3O+ ⇄ H2SO3 + H2O
identificare le coppie acido-base coniugate.
La specie che accetta un protone è lo ione idrogenosolfito che si comporta quindi da base di Brønsted-Lowry , mentre la specie che perde un protone è lo ione idronio che si comporta quindi da acido di Brønsted-Lowry. Pertanto le coppie acido-base coniugate sono:
HSO3– = base; H3O+ = acido; H2SO3 = acido coniugato; H2O = base coniugata
