Brønsted-Lowry Acid-Base
Pendahuluan
Ìlànà ìpìlẹ̀ acid jẹ́ apá pàtàkì nínú kẹ́mísírì, ó ń fúnni ní òye jíjinlẹ̀ nípa onírúurú ìhùwàpadà kẹ́mísírì àti àwọn ànímọ́ àwọn èròjà. Ìlànà kan tí ó gbajúmọ̀ tí ó sì gbajúmọ̀ nínú kẹ́mísírì òde òní ni ìlànà ìpìlẹ̀ acid Brønsted-Lowry, tí Johannes Nicolaus Brønsted ti Denmark àti Thomas Martin Lowry ti England dábàá láìdáwọ́dúró ní ọdún 1923. Ìlànà yìí lo ìpìlẹ̀ ìyípadà proton (hydrogen ion, H⁺) láti ṣàlàyé àwọn èròjà acid àti ìpìlẹ̀, ó sì fúnni ní ojú ìwòye tí ó gbòòrò àti tí ó rọrùn ju àwọn èròjà acid-base mìíràn lọ, bíi ìpìlẹ̀ Arrhenius.
Àwọn Ìpìlẹ̀ ti Ìmọ̀ Brønsted-Lowry
Gẹ́gẹ́ bí ìlànà Brønsted-Lowry, ásíìdì jẹ́ irúgbìn tí ó lè fi proton (H⁺) fúnni, nígbà tí ìpìlẹ̀ jẹ́ irúgbìn tí ó lè gba tàbí fa proton. Ìmọ̀ yìí gba ààyè fún òye tó dára jù nípa àwọn ìṣesí tí ó ní í ṣe pẹ̀lú protons, a sì lè lò ó fún onírúurú irúgbìn kẹ́míkà, nínú omi àti nínú àwọn omi tí kì í ṣe omi.
\[
\text{Acid} \rightarrow \text{cation (proton donor)} + \text{anion}
\]
\[
\text{Base} + \text{cation (proton acceptor)} \rightarrow \text{conjugated species}
\]
Fún àpẹẹrẹ, nínú ìṣesí àgbékalẹ̀ láàrín hydrochloric acid (HCl) àti omi (H₂O):
\[
\text{HCl (asidi)} + \text{H₂O (ipilẹ)} \rightarrow \text{H₃O⁺ (asidi hydronium)} + \text{Cl⁻ (asidi kọlọfínì)}
\]
Nínú ìfojúsùn tí a kọ sí òkè yìí, HCl ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí àsídì Brønsted-Lowry nítorí pé ó ń fi proton ṣe ìrànlọ́wọ́, nígbà tí H₂O ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ìpìlẹ̀ Brønsted-Lowry nítorí pé ó ń gba proton.
Èrò Àwọn Póólù Àìsídì-Ìpìlẹ̀ Conjugate
Ọ̀kan lára àwọn agbára ìwádìí Brønsted-Lowry ni agbára rẹ̀ láti ṣàlàyé èrò àwọn oríṣiríṣi ìpìlẹ̀ acid conjugate. Nígbà tí acid kan bá fi proton fúnni, ó di ìpìlẹ̀ conjugate rẹ̀. Ní ọ̀nà mìíràn, nígbà tí ipilẹ̀ bá gba proton, ó di acid conjugate rẹ̀.
\[
\text{Asidi} + \text{Base} \rightarrow \text{Asidi Conjugate} + \text{Ìpìlẹ̀ Conjugate}
\]
Fún àpẹẹrẹ, nínú ìṣesí láàrín ásíìdì acetic (CH₃COOH) àti omi (H₂O):
\[
\text{CH₃COOH} + \text{H₂O} \rightarrow \text{CH₃COO⁻} + \text{H₃O⁺}
\]
Nínú ìṣesí yìí, ásíìdì acetic (CH₃COOH) jẹ́ ásíìdì Brønsted-Lowry tí ó ń fúnni ní proton, nípa bẹ́ẹ̀ ó di ion acetate (CH₃COO⁻) èyí tí ó jẹ́ ìpìlẹ̀ conjugate rẹ̀. Omi (H₂O) ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ìpìlẹ̀ Brønsted-Lowry tí ó gba proton, tí ó sì di ion hydronium (H₃O⁺) èyí tí í ṣe ásíìdì conjugate rẹ̀.
Agbara Awọn Acids ati Awọn ipilẹ
Ìlànà Brønsted-Lowry tún gba ààyè láti lóye agbára ìbáramu ti onírúurú ásíìdì àti ìpìlẹ̀. A ń wọn agbára ásíìdì àti ìpìlẹ̀ nípa ìtẹ̀sí wọn láti fi fúnni tàbí láti gba àwọn ásíìdì. Ásíìdì alágbára yóò fi fúnni ní ìrọ̀rùn, yóò sì mú ìpìlẹ̀ conjugate tí kò lágbára jáde. Ní ọ̀nà mìíràn, ìpìlẹ̀ tí ó lágbára yóò gba proton ní ìrọ̀rùn, yóò sì mú ásíìdì conjugate tí kò lágbára jáde.
Fún àpẹẹrẹ, hydrochloric acid (HCl) jẹ́ ásídì alágbára kan tí ó fẹ́rẹ̀ẹ́ máa yí padà pátápátá nínú omi olómi láti tú àwọn proton jáde kí ó sì ṣẹ̀dá àwọn ion chloride (Cl⁻). Nítorí náà, Cl⁻ jẹ́ ìpìlẹ̀ conjugate tí kò lágbára púpọ̀. Ní ìyàtọ̀ sí èyí, ammonia (NH₃) jẹ́ ìpìlẹ̀ alágbára tí ó gba proton láti ṣe ammonia ion (NH₄⁺), èyí tí ó jẹ́ ammonia conjugate tí kò lágbára.
Àwọn Ohun Èlò ti Ìmọ̀ Brønsted-Lowry
Ìlànà ìpìlẹ̀ àsìdì Brønsted-Lowry ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìlò nínú kẹ́mísírì, ní yàrá ìwádìí àti ní ilé iṣẹ́. Àwọn ìlò pàtàkì kan nínú ẹ̀kọ́ yìí ni:
1. Lílóye Ìbáṣepọ̀ Ìwọ̀ntúnwọ̀nsì:
Ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìṣesí tó ní í ṣe pẹ̀lú àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀ jẹ́ ìṣesí ìwọ́ntúnwọ́nsì. Ẹ̀kọ́ Brønsted-Lowry ran lọ́wọ́ láti mọ bí àwọn ìyípadà nínú àwọn ipò (bí ìfojúsùn, ìwọ̀n otútù, tàbí ìfúnpá) ṣe lè ní ipa lórí ipò ìwọ́ntúnwọ́nsì àti àbájáde ìṣesí kan.
2. Ojutu Abojuto:
Ààbò jẹ́ ojútùú kan tí ó ń pa pH tí ó dúró ṣinṣin bí ó tilẹ̀ jẹ́ pé a fi ìwọ̀n díẹ̀ nínú ásíìdì tàbí ìpìlẹ̀ kún un. Nípa lílóye àwọn ìpìlẹ̀ ásíìdì tí ó ní ìpìlẹ̀ nínú àwọn ààlà, a lè ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ojútùú ààlà tí ó gbéṣẹ́ fún àwọn ohun èlò bíókííkì, ìṣègùn, àti ilé iṣẹ́.
3. Àwọn Ìhùwàsí Àsídì-Ìpìlẹ̀ nínú Kẹ́mísírì Onímọ̀-ẹ̀dá:
Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìyípadà kẹ́míkà onígbàlódé ní í ṣe pẹ̀lú ìyípadà proton. Fún àpẹẹrẹ, ìyípadà esterification láàrín carboxylic acid àti ọtí tàbí àwọn ìyípadà tí ó ní í ṣe pẹ̀lú àwọn ìpìlẹ̀ láti yọ proton kúrò nínú àwọn èròjà onígbàlódé. Ìmọ̀ Brønsted-Lowry pèsè ìlànà fún òye àwọn ọ̀nà tí àwọn ìyípadà wọ̀nyí ń gbà.
4. Ìṣàyẹ̀wò Àkọlé:
Nínú kẹ́mísírì onímọ̀ nípa àyẹ̀wò, ìtẹ̀sí-àsídì-ìpìlẹ̀ jẹ́ ọ̀nà kan tí a ń lò láti mọ ìṣọ̀kan àwọn omi ìpìlẹ̀ tàbí omi ìpìlẹ̀. Lílóye àwọn agbára àti ìbáṣepọ̀ àwọn èyà-àsídì-ìpìlẹ̀ conjugate ṣe pàtàkì sí ọ̀nà yìí.
Àwọn Ààlà ti Ìmọ̀ Brønsted-Lowry
Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ìlànà Brønsted-Lowry wúlò gan-an, ó ní àwọn ààlà kan. Ọ̀kan lára ìwọ̀nyí ni àìlèṣàlàyé àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀ láìsí àwọn proton. Fún àpẹẹrẹ, ìlànà náà kò lè ṣàlàyé ìṣe àwọn ohun bíi aluminum chloride (AlCl₃) tàbí boron trifluoride (BF₃), tí wọ́n jẹ́ ásíìdì ṣùgbọ́n tí kò ní proton nínú.
Láti borí àwọn ààlà wọ̀nyí, a ṣe àgbékalẹ̀ ìlànà Lewis-acid-base. Gẹ́gẹ́ bí ìlànà Lewis, acid jẹ́ acceptor electron-pair, nígbà tí ìpìlẹ̀ jẹ́ apèsè electron-pair. Ìlànà yìí jẹ́ gbogbogbòò, ó sì ní ìtumọ̀ Brønsted-Lowry nípa àwọn acids àti bases, ó sì nà án sí àwọn irú tí kò ní àwọn proton nínú.
Ipari
Ìlànà ìpìlẹ̀ àsìdì Brønsted-Lowry jẹ́ ìtọ́sọ́nà pàtàkì fún òye àwọn ànímọ́ àti ìṣesí àwọn ásíìdì àti ìpìlẹ̀. Nípa ṣíṣàpèjúwe àwọn ásíìdì gẹ́gẹ́ bí olùfúnni ní proton àti ìpìlẹ̀ gẹ́gẹ́ bí àwọn olùgbà proton, ìlànà yìí pèsè ìlànà tí ó rọrùn àti pípéye fún ṣíṣàyẹ̀wò àwọn ìṣesí kẹ́míkà. Láìka àwọn ààlà rẹ̀ sí, òye ti ìlànà Brønsted-Lowry jẹ́ ìpìlẹ̀ pàtàkì ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ agbègbè kẹ́míkà, títí kan àwọn ìṣesí ìwọ́ntúnwọ́nsí, àwọn ìdáhùn buffer, kẹ́míkà organic, àti ìṣàyẹ̀wò titration. Fún àwọn ipò tí ìlànà yìí kò tó, ìlànà Lewis ń fúnni ní àṣàyàn gbogbogbòò. Nítorí náà, ìlànà Brønsted-Lowry ṣì jẹ́ ìpìlẹ̀ ẹ̀kọ́ kẹ́míkà òde òní àti lílò rẹ̀.
