- ¿Qué sucede cuando el amonio se transforma en amoniaco?, ¿cómo sucede?
- ¿Qué sucede con el agua?
- ¿Cuál es el ácido, cuál es la base y cuáles sus respectivos pares conjugados?
Respuestas
Respuesta:
La teoría de Brønsted-Lowry describe las interacciones ácido-base en términos de transferencia de protones entre especies químicas. Un ácido de Brønsted-Lowry es cualquier especie que puede donar un protón, \text{H}^+H+start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript, y una base es cualquier especie que puede aceptar un protón. En cuanto a estructura química, esto significa que cualquier ácido de Brønsted-Lowry debe contener un hidrógeno que se puede disociar como \text H^+H+start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript. Para aceptar un protón, una base de Brønsted-Lowry debe tener al menos un par solitario de electrones para formar un nuevo enlace con un protón.
Según la definición de Brønsted-Lowry, una reacción ácido-base es cualquier reacción en la cual se transfiere un protón de un ácido a una base. Podemos utilizar las definiciones de Brønsted-Lowry para discutir las reacciones ácido-base en cualquier disolvente, así como las que ocurren en fase gaseosa. Por ejemplo, consideremos la reacción del gas del amoniaco, \text{NH}_3(g)NH3(g)start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, g, right parenthesis, con cloruro de hidrógeno gaseoso, \text{H}\text{Cl}(g)HCl(g)start text, H, end text, start text, C, l, end text, left parenthesis, g, right parenthesis, para formar cloruro de amonio sólido, \text{NH}_4 \text{Cl}(s)NH4Cl(s)start text, N, H, end text, start subscript, 4, end subscript, start text, C, l, end text, left parenthesis, s, right parenthesis:
\text{NH}_3(g)+\blueD{\text{H}}\text{Cl}(g)\rightarrow\text{N}\blueD{\text{H}}_4\text{Cl}(s)NH3(g)+HCl(g)→NH4Cl(s)start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, g, right parenthesis, plus, start color #11accd, start text, H, end text, end color #11accd, start text, C, l, end text, left parenthesis, g, right parenthesis, right arrow, start text, N, end text, start color #11accd, start text, H, end text, end color #11accd, start subscript, 4, end subscript, start text, C, l, end text, left parenthesis, s, right parenthesis
Esta reacción también puede representarse utilizando las estructuras de Lewis de los reactivos y productos, como se ve abajo:

Estructura de Lewis del amoníaco. Un nitrógeno con un par solitario de electrones que está también enlazado a 3 hidrógenos. Además, la estructura de Lewis del ácido clorhídrico forma cloruro de amonio.
En esta reacción, el \blueD{\text{H}}\text{Cl}HClstart color #11accd, start text, H, end text, end color #11accd, start text, C, l, end text dona su protón (en azul) al \text{NH}_3NH3start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript. Por lo tanto, el \text{HCl}HClstart text, H, C, l, end text está actuando como un ácido de Brønsted-Lowry. Como el \text{NH}_3NH3start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript tiene un par solitario de electrones que utiliza para aceptar un protón, \text{NH}_3NH3start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript es una base de Brønsted-Lowry.
Observa que según la teoría de Arrhenius, la reacción anterior no sería una reacción ácido-base, ya que en el agua ninguna especie forma \text{H}^+H+start text, H, end text, start superscript, plus, end superscript o \text{OH}^-OH−start text, O, H, end text, start superscript, minus, end superscript. Sin embargo, la química que involucra -−minusun protón que se transfiere de \text{HCl}HClstart text, H, C, l, end text a \text{NH}_3NH3start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript para formar \text{NH}_4 \text{Cl}NH4Clstart text, N, H, end text, start subscript, 4, end subscript, start text, C, l, end text-−minus es muy similar a lo que ocurriría en la fase acuosa.
Para familiarizarnos más con estas definiciones, vamos a examinar algunos ejemplos.
Identificar bases y ácidos de Brønsted-Lowry
En la reacción entre el agua y el ácido nítrico, el ácido nítrico, \text{HNO}_3HNO3start text, H, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, dona un protón (en azul) al agua, de tal forma que actúa como un ácido de Brønsted-Lowry.
\blueD{\text{H}}\text{NO}_3(ac)+\text{H}_2\text{O}(l)\rightarrow\blueD{\text{H}}_3\text{O}^+(ac)+\text{NO}_3^-(ac)HNO3(ac)+H2O(l)→H3O+(ac)+NO3−(ac)start color #11accd, start text, H, end text, end color #11accd, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, left parenthesis, a, c, right parenthesis, plus, start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, left parenthesis, l, right parenthesis, right arrow, start color #11accd, start text, H, end text, end color #11accd, start subscript, 3, end subscript, start text, O, end text, start superscript, plus, end superscript, left parenthesis, a, c, right parenthesis, plus, start text, N, O, end text, start subscript, 3, end subscript, start superscript, minus, end superscript, left parenthesis, a, c, right parenthesis
Puesto que el agua acepta el protón del ácido nítrico para formar