Acid Base Theory - Pharmaceutical Inorganic Chemistry B. Pharma 1st Semester

యాసిడ్ బేస్ సిద్ధాంతం

కంటెంట్‌లు

సిద్ధాంతాలు:

• ఆమ్లాలు

• స్థావరాలు మరియు

• లవణాలు

శిక్షణ లక్ష్యాలు

ఈ ఉపన్యాసం ముగింపులో, విద్యార్థి వీటిని చేయగలరు:

వర్గీకరించండి:

• ఆమ్లాలు

• స్థావరాలు మరియు

• వివిధ సిద్ధాంతాల ఆధారంగా లవణాలు

ఆమ్లాలు మరియు క్షారాల చరిత్ర

కెమిస్ట్రీ ప్రారంభ రోజులలో రసాయన శాస్త్రవేత్తలు పదార్థాల భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలను నిర్వహించేవారు. అనేక పదార్ధాలను రెండు వేర్వేరు ఆస్తి వర్గాలలో ఉంచవచ్చని వారు కనుగొన్నారు:

పదార్ధం A	పదార్థం బి
1. పుల్లని రుచి	1. చేదు రుచి
2. CO2 చేయడానికి కార్బోనేట్‌లతో చర్య జరుపుతుంది	2. సబ్బులను తయారు చేయడానికి కొవ్వులతో చర్య జరుపుతుంది
3. H2ను ఉత్పత్తి చేయడానికి లోహాలతో చర్య జరుపుతుంది	3. లోహాలతో చర్య తీసుకోవద్దు
4. నీలం లిట్మస్ గులాబీ రంగులోకి మారుతుంది	4. ఎరుపు లిట్మస్ నీలం రంగులోకి మారుతుంది
5. ఉప్పు మరియు నీటిని తయారు చేయడానికి B పదార్థాలతో చర్య జరుపుతుంది	5. ఉప్పు మరియు నీటిని తయారు చేయడానికి A పదార్ధాలతో చర్య జరుపుతుంది
6. pH <7	6. pH >7

నీటిలో వాటి అయనీకరణం కారణంగా పదార్థాలు A లేదా Bలో ఎందుకు ఉంటాయో కారణాన్ని సూచించిన మొదటి వ్యక్తి అర్హేనియస్ .

అర్హేనియస్ సిద్ధాంతం

స్వీడిష్ రసాయన శాస్త్రవేత్త Svante Arrhenius ఆమ్లాలు మరియు క్షారాలకు మొదటి నిర్వచనాన్ని ప్రతిపాదించాడు (1887)

అర్హేనియస్ మోడల్ ప్రకారం:

"ఆమ్లాలు H ⁺ అయాన్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి నీటిలో విడదీసే పదార్థాలు మరియు బేస్‌లు OH ^- అయాన్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి నీటిలో విడదీసే పదార్థాలు"

NaOH (aq) నుండి Na ⁺ (aq) + OH ^- (aq) బేస్

HCl(aq) నుండి H + ⁽ aq)+Cl- ⁽ aq) యాసిడ్

అర్హేనియస్ సిద్ధాంతం: తటస్థీకరణ ప్రతిచర్యలు

• అర్హేనియస్ ఆమ్లాలు మరియు ధాతువులు ఒకదానితో ఒకటి చర్య జరిపి తటస్థీకరణ చర్యల్లో నీరు మరియు సజల లవణాలను ఏర్పరుస్తాయి.

H ⁺ (aq) + A ^- (aq) + M ⁺ (aq) + OH ^- (aq) నుండి H 2 _O (l) + M ⁺ (aq) + A ^- (aq)

• నికర అయానిక్ సమీకరణం

H ⁺ (aq) + OH ^- (aq) à H ₂ O (l)

అర్హేనియస్ భావన ఆధారంగా యాసిడ్ మరియు బేస్ వర్గీకరణ:

ఆమ్లము	బేస్
బలమైన ఆమ్లం	బలమైన పునాది
బలహీన ఆమ్లం	బలహీనమైన పునాది
మోనో బేసిక్ యాసిడ్	మోనో యాసిడిక్ బేస్
డైబాసిక్ యాసిడ్	ఆమ్ల ఆధారం
ట్రైబాసిక్ యాసిడ్	ట్రైబాసిక్ బేస్

అర్హేనియస్ భావన యొక్క పరిమితులు

• నిర్వచనాలు సజల ద్రావణం పరంగా మాత్రమే ఉంటాయి మరియు పదార్ధం పరంగా కాదు

• సజల రహిత ద్రావకాలలోని పదార్థాల యొక్క ఆమ్ల మరియు ప్రాథమిక లక్షణాలను సిద్ధాంతం వివరించలేకపోయింది

ఉదాహరణ: ద్రవ అమ్మోనియాలోని అమ్మోనియం నైట్రేట్ H ⁺ అయాన్లను ఇవ్వనప్పటికీ ఆమ్లంగా పనిచేస్తుంది

^{• OH -} అయాన్లు లేని అమ్మోనియా లేదా సోడియం కార్బోనేట్ వంటి పదార్థాల ప్రాథమిక స్వభావం ఈ భావన ద్వారా వివరించబడలేదు

^{• H +} అయాన్లు లేని కార్బన్ డై ఆక్సైడ్, సల్ఫర్ డై ఆక్సైడ్ యొక్క ఆమ్ల స్వభావం ఈ భావన ద్వారా వివరించబడలేదు

• ద్రావకం లేనప్పుడు యాసిడ్ మరియు బేస్ యొక్క తటస్థీకరణ వివరించబడలేదు

బ్రోన్‌స్టెడ్ లోరీ థియరీ (1923)

జోహన్నెస్ బ్రోన్స్టెడ్ మరియు థామస్ లోరీ ఈ ప్రవర్తనను చేర్చడానికి అర్హేనియస్ యొక్క యాసిడ్-బేస్ సిద్ధాంతాన్ని సవరించారు. వారు ఈ క్రింది విధంగా ఆమ్లాలు మరియు క్షారాలను నిర్వచించారు:

"యాసిడ్ అనేది ప్రోటాన్‌ను దానం చేసే హైడ్రోజన్ కలిగిన జాతులు. ప్రోటాన్‌ను అంగీకరించే ఏదైనా పదార్ధం బేస్"

HCl (aq) + H ₂ O (l) à Cl ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

పై ఉదాహరణలో బ్రొన్‌స్టెడ్ ఆమ్లం అంటే ఏమిటి? బ్రోన్‌స్టెడ్ బేస్ అంటే ఏమిటి?

_{వాస్తవానికి, H 2} O తో HCl యొక్క ప్రతిచర్య ఒక సమతౌల్యం మరియు రెండు దిశలలో సంభవిస్తుంది, అయితే ఈ సందర్భంలో సమతౌల్యం చాలా కుడి వైపున ఉంటుంది.

HCl (aq) + H2O (l) à Cl ^- ( aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

రివర్స్ రియాక్షన్ కోసం Cl ^-బ్రాంస్టెడ్ బేస్‌గా ప్రవర్తిస్తుంది మరియు H ₃ O ⁺బ్రోన్‌స్టెడ్ యాసిడ్‌గా ప్రవర్తిస్తుంది .

Cl-ని HCl యొక్క కంజుగేట్ బేస్ అంటారు. బ్రోన్‌స్టెడ్ ఆమ్లాలు మరియు క్షారాలు ఎల్లప్పుడూ సంయోగ యాసిడ్-బేస్ జంటలుగా ఉంటాయి .

బ్రోన్‌స్టెడ్-లోరీ థియరీ ఆఫ్ యాసిడ్స్ & బేస్‌లు యాసిడ్-బేస్ పెయిర్స్ సంయోగం

సాధారణ సమీకరణం

బ్రోన్‌స్టెడ్-లోరీ థియరీ ఆఫ్ యాసిడ్స్ & బేసెస్: ఉదాహరణ

నీరు యాసిడ్ & బేస్ = యాంఫోటెరిక్ రెండూ అని గమనించండి

బ్రోన్స్టెడ్-లోరీ థియరీ ఆఫ్ యాసిడ్స్ & బేసెస్ ప్రోటాన్ బదిలీ ప్రతిచర్యలు

• సమ్మేళనాల జతల బ్రోన్‌స్టెడ్-లోరీ యాసిడ్-బేస్ రియాక్షన్‌ల ద్వారా ఒకదానికొకటి సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. ఇవి సంయోగ యాసిడ్-బేస్ జతలు.

• సాధారణంగా, యాసిడ్ HA ఒక సంయోగ స్థావరాన్ని కలిగి ఉంటుంది ^- (యాసిడ్ నుండి దూరంగా బదిలీ చేయబడిన ప్రోటాన్). దీనికి విరుద్ధంగా, ఒక బేస్ B సంయోగ యాసిడ్ BH ⁺ (ఒక ప్రోటాన్ బేస్ వైపు బదిలీ చేయబడింది) కలిగి ఉంటుంది.

వర్గీకరణ:

బ్రోన్స్టెడ్ యాసిడ్:

మోనో ప్రోటిక్ యాసిడ్: ఒక ప్రోటాన్ మాత్రమే దానం చేయగల సామర్థ్యం

ఉదాహరణ: HF, CH3COOH

పాలీ ప్రోటిక్ యాసిడ్: ఒకటి కంటే ఎక్కువ ప్రోటాన్లను దానం చేయగల సామర్థ్యం

ఉదాహరణ: H2S, H2O

బ్రోన్స్టెడ్ బేస్:

మోనో ప్రోటిక్ బేస్: ఇది ఒక ప్రోటాన్‌ని అంగీకరించగలదు

ఉదాహరణ: నీరు

పాలీ ప్రోటిక్ బేస్: ఇది రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ప్రోటాన్‌లను అంగీకరించగలదు

ఉదాహరణ: సల్ఫేట్ అయాన్, ఫాస్ఫేట్ అయాన్

లూయిస్ ఆమ్లాలు మరియు స్థావరాలు

గిల్బర్ట్ న్యూటన్ లూయిస్ (1875-1946) ప్రభావవంతమైన అమెరికన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త. అతని సిద్ధాంతాలలో Chem120లో బోధించబడిన లూయిస్ డాట్ నిర్మాణం మరియు సమయోజనీయ బంధ సిద్ధాంతాలు ఉన్నాయి.

లూయిస్ ఆమ్లాలు ఎలక్ట్రోఫిల్స్: H+, Na+, BF3,

లూయిస్ స్థావరాలు న్యూక్లియోఫిల్స్: NH3, H2O, PH3

యాసిడ్ బేస్ ప్రతిచర్యలు:

BF3 + :NH3 à F3B:NH3