Zobrazenie zdroja stránky Konjugovaný pár

{{Kyseliny a zásady}}
'''Konjugovaný pár''' je v [[Brønstedova teória kyselín a zásad|Brønstedovej teórii]] dvojica [[Kyselina|kyseliny]] a [[Zásada (chémia)|zásady]], ktoré sa líšia o jeden protón ([[Hydrón|katión H<sup>+</sup>]]).<ref name=":1">{{Citácia knihy|priezvisko=Bína|meno=Jaroslav|titul=Malá encyklopédia chémie|vydavateľ=Obzor|miesto=Bratislava|rok=1981|kapitola zborník=Brönstedova teória|strany=151}}</ref> Keď kyselina [[Deprotonácia|odštiepi protón]], vzniká z nej '''konjugovaná zásada''' (vzniká totiž zásada schopná protón prijať), a naopak, keď zásada [[Protonácia|prijme protón]], vzniká z nej '''konjugovaná kyselina''' (ktorá je zase schopná protón odovzdať).<ref>Zumdahl, Stephen S., & Zumdahl, Susan A. ''Chemistry''. Houghton Mifflin, 2007, {{ISBN|0618713700}}</ref> Keďže niektoré kyseliny môžu odštiepiť viac protónov (sú to [[Viacsýtna kyselina|viacsýtne kyseliny]]), môžu i konjugované zásady byť kyseliny. [[Amfotérne rozpúšťadlo|Amfotérne rozpúšťadlá]] môžu tvoriť konjugovanú kyselinu i konjugovanú zásadu,<ref name=":12">{{Citácia knihy|priezvisko=Bína|meno=Jaroslav|titul=Malá encyklopédia chémie|vydavateľ=Obzor|miesto=Bratislava|rok=1981|kapitola zborník=amfotérne zlúčeniny|strany=91}}</ref> tento vzťah teda popisuje relatívnu polohu protónu medzi dvoma látkami.

Konjugované páry možno zapísať nasledujúcou [[Chemická rovnica|chemickou rovnicou]]:

: <math>kyselina + z\acute{a}sada \rightleftharpoons konjugovan\acute{a}\ z\acute{a}sada + konjugovan\acute{a}\ kyselina</math>

[[Johannes Nicolaus Brønsted]] a [[Martin Lowry]] publikovali svoju teóriu kyselín a zásad, podľa ktorej je každá látka schopná odštiepiť protón kyselinou a látka, ktorá tento protón príjme, je zásadou. Protón je [[nukleón]], ktorý má kladný náboj, a často sa značí ako H<sup>+</sup>, pretože sa z neho skladá jadro atómu [[Vodík|vodíka]],<ref>{{Cite web|url=https://www.britannica.com/science/Bronsted-Lowry-theory|title=Brønsted–Lowry theory {{!}} chemistry|website=Encyclopedia Britannica|language=en|access-date=2020-02-25}}</ref> teda vodíkový katión. (Vodíkový katión však môže obsahovať i jeden alebo dva [[Neutrón|neutróny]], súhrnný názov pre všetky vodíkové katióny je [[hydrón]].)

[[Katión]] môže byť konjugovanou kyselinou a [[anión]] môže byť konjugovanou zásadou, podľa toho, o akú látku ide a podľa ktorej acidobázickej teórie je hodnotená. Najjednoduchším aniónom, ktorý môže byť konjugovanou zásadou, je [[solvatovaný elektrón]], ktorého konjugovaná kyselina je atóm vodíka.

{{Viaceré obrázky|obrázok1=Johannes Brønsted.jpg|obrázok2=Thomas Martin Lowry2.jpg|šírka=150|podnadpis=[[Johannes Nicolaus Brønsted]] (vľavo) a [[Martin Lowry]] (vpravo).}}

== Acidobázické reakcie ==
V [[Acidobázická reakcia|acidobázických reakciách]] reaguje kyselina so zásadou, čím vzniká konjugovaná zásada a konjugovaná kyselina. Kyselina stráca protón a zásada ho prijíma. V chemických diagramoch sa táto nová väzba, ktorá vzniká medzi zásadou a protónom, naznačuje šípkou, ktorá začína u [[Elektrónový pár|elektrónového páru]] zásady a končí u protónu (vodíkového katiónu), ktorý sa prenáša:

: [[Súbor:Conjugate_base_reaction.svg]]

V tomto prípade je voda konjugovanou kyselinou [[Hydroxid|hydroxidového iónu]] po tom, čo prijíme vodíkový katión od [[Amónium|amónneho katiónu]]. [[Amoniak]] je konjugovanou zásadou amónneho katiónu (amónia), ktorý je v tomto prípade kyselinou a odovzdal protón hydroxidovému aniónu. V opačnej reakcii, teda reakcii medzi vodou a amoniakom, možno hydroxidový anión pokladať za konjugovanú zásadu vody, pretože voda stráca protón. Amónny katión je potom konjugovanou kyselinou amoniaku, ktorá vzniká po prijatí protónu. Označenia „kyselina“, „zásada“, „konjugovaná kyselina“ a „konjugovaná zásada“ teda nie sú nemenné a závisia na reagujúcich látkach a prebiehajúcich reakciách.

== Sila konjugovaných kyselín a zásad ==
Sila konjugovanej kyseliny je priamo závislá na jej [[Disociačná konštanta|disociačnej konštante]].<ref name=":0">{{Citácia knihy|edícia=4th edition|titul=Biochemistry|url=https://www.worldcat.org/oclc/690489261|vydavateľ=John Wiley & Sons|rok=2011|miesto=Hoboken, NJ|isbn=978-0-470-57095-1|meno=Donald|priezvisko=Voet|strany=45, 48}}</ref> Ak je konjugovaná kyselina [[Silná kyselina|silná]], jej [[Disociácia (chémia)|disociácia]] bude mať vyššiu [[Rovnovážna konštanta|rovnovážnu konštantu]] a teda budú zvýhodnené produkty reakcie. Sila konjugovanej zásady sa dá popísať ako tendencia látky „priťahovať“ protóny. Ak je konjugovaná kyselina silná, bude štiepiť protón len veľmi ťažko a v roztoku jej kyselina bude disociovať len málo.

Ak je látka silnou kyselinou, jej konjugovaná zásada bude slabá.<ref name="Conjugate Strength">{{Cite web|url=https://www.ausetute.com.au/cabstrength.html|title=Strength of Conjugate Acids and Bases Chemistry Tutorial|website=www.ausetute.com.au|access-date=2020-02-25}}</ref> Príkladom je disociácia [[Kyselina chlorovodíková|kyseliny chlorovodíkovej]], HCl, vo vode. Keďže HCl je silná kyselina (disociuje prakticky úplne), jej konjugovaná zásada ([[Chlorid|chloridový anión]], Cl<sup>-</sup>) bude slabou konjugovanou zásadou. Preto bude v tomto systéme väčšina vodíkových katiónov, H<sup>+</sup>, viazaná na vodu v podobe [[Oxóniový katión|oxónia]], H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>, namiesto viazaného na chloridový anión. Konjugovaná zásada je slabšia než voda.

Naopak, ak je látka klasifikovaná ako [[slabá kyselina]], jej konjugovaná zásada nemusí byť silnou zásadou. Napríklad v prípade [[Octan|octanu]], konjugovanej zásady [[Kyselina octová|kyseliny octovej]], má disociačná konštanta K<sub>b</sub> hodnotu blízku 5,6×10<sup>−10</sup>, takže je to slabá zásada. Aby látka mala silnú konjugovanú zásadu, musí byť veľmi slabou kyselinou, ako je to napríklad u vody.

== Určovanie konjugovaných párov ==
Na určenie konjugovaných páov je nutné pozrieť sa na podobné látky. [[Acidobázická reakcia|Acidobázické reakcie]] je možné vnímať ako „stav pred“ a „stav po“. „Stav pred“ predstavujú [[Reaktant|reaktanty]], „stav po“ predstavujú [[Produkt (chémia)|produkty]] danej reakcie. Konjugovaná kyselina na strane produktov (v „stave po“) prijíma vodíkový ión, takže na strane reaktantov (v „stave pred“) je zásadou tá látka, ktorý má o jeden protón menej než daná konjugovaná kyselina.Konjugovaná zásada na strane produktov (v „stave po“) naopak stráca vodíkový ión a prislúcha k nej látka na strane reaktantov (v „stave pred“), ktorá má o jeden vodíkový ión viac, čo z nej robí kyselinu.

V tejto reakcii

: {{chem|HNO|3}} + {{chem|H|2|O}} → {{chem|H|3|O|}}<sup>+</sup> + {{chem|NO|3|}}<sup>-</sup>

je [[kyselina dusičná]] ''kyselina'', pretože štiepi protón, ktorý prijíma molekula vody, a jej ''konjugovanou zásadou'' je [[dusičnan]] (NO<sub>3</sub><sup>-</sup>). Molekula [[Voda|vody]] je v tejto reakcii ''zásada'', pretože prijíma vodíkový katión (protón) a jej ''konjugovanou kyselinou'' je [[oxónium]] (H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>).

{| class="wikitable" style="text-align:center"
!Reakcia
!Kyselina
!Zásada
!Konjugovaná zásada
!Konjugovaná kyselina
|- 
|{{chem|HClO|2}} + {{chem|H|2|O}} → {{chem|ClO|2|}}<sup>-</sup> + {{chem|H|3|O|}}<sup>+</sup>
|[[Kyselina chloritá|{{chem|HClO|2}}]]
|{{chem|H|2|O}}
|[[Chlorit|{{chem|ClO|2|-}}]]
|{{chem|H|3|O|}}<sup>+</sup>
|-
|{{chem|ClO|}}<sup>-</sup> + {{chem|H|2|O}} → {{chem|HClO}} + {{chem|OH|}}<sup>-</sup>
|{{chem|H|2|O}}
|[[Chlórnan|{{chem|ClO|}}<sup>-</sup>]]
|[[Hydroxid|{{chem|OH}}<sup>-</sup>]]
|[[Kyselina chlórna|{{chem|HClO}}]]
|-
|{{chem|HCl}} + {{chem|H|2|PO|4|}}<sup>-</sup> → {{chem|Cl|}}<sup>-</sup> + {{chem|H|3|PO|4}}
|[[Kyselina chlorovodíková|{{chem|HCl}}]]
|[[Fosforečnan#Chemické vlastnosti|{{chem|H|2|PO|4|}}<sup>-</sup>]]
|[[Chlorid|{{chem|Cl}}<sup>-</sup>]]
|[[Kyselina fosforečná|{{chem|H|3|PO|4}}]]
|}

== Použitie ==
Jedno z použití konjugovaných párov je v príprave [[Tlmivý roztok|tlmivých roztokov]] (pufrov). V pufroch sa používa slabá kyselina a jej konjugovaná zásada (v podobe [[Soľ (chémia)|soli]]) alebo slabá zásada a jej konjugovaný kyselina na obmedzenie zmeny [[Kyslosť|pH]] počas titrácií. Pufre majú organické i neorganické použitie. Okrem tlmivých roztokov v laboratóriu je významným tlmivým roztokom napríklad [[Krv|ľudská krv]], ktorá si udržiava približne rovnaké pH.<ref name=":0" /> Najdôležitejšou súčasťou tlmivého roztoku krvi je [[bikarbonátový tlmivý systém]], ktorý pomáha predchádzať veľkým zmenám pH, keď sa do krvi dostane [[oxid uhličitý]] (CO<sub>2</sub>).<ref name=":2">{{Citácia knihy|edícia=Fourteenth edition|titul=Vander's human physiology : the mechanisms of body function|url=https://www.worldcat.org/oclc/933584649|rok=2016|miesto=New York, NY|isbn=978-1-259-29409-9|meno=Eric P.|priezvisko=Widmaier|strany=517}}</ref> Prebieha nasledovná reakcia:

: <chem>CO2 + H2O <=> H2CO3 <=> HCO3^- + H+</chem>

Bikarbonátový pufrový systém je hlavným tlmivým roztokom v extracelulárnom priestore. Hlavnými intracelulárnymi pufrovacími látkami sú [[Fosforečnan|fosforečnany]] a [[Proteín|proteíny]].<ref name=":2" />

Nižšie v tabuľke sú najpoužívanejšie pufre:

{| class="wikitable" style="text-align:center"
!Tlmivá látka
!p''K''<sub>a</sub>
!Použiteľné rozpätie pH
|-
|[[Kyselina citrónová]]
|3,13, 4,76, 6,40
|2,1 – 7,4
|-
|[[Kyselina octová]]
|4,8
|3,8 – 5,8
|-
|[[Dihdyrogenfosforečnan draselný|KH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>]]
|7,2
|6,2 – 8,2
|-
|[[CHES (pufer)|CHES]]
|9,3
|8,3 – 10,3
|-
|[[Kyselina boritá]]
|9,24
|8,25 – 10,25
|}

Tlmivé roztoky sa vytvárajú i s organickými zlúčeninami, ako je to napríklad s kyselinou octovou. Kyselina octová, CH<sub>3</sub>COOH, je slabá kyselina, ktorú možno zmiešať s roztokom jej konjugovanej zásady, CH<sub>3</sub>COO<sup>-</sup>, v podobe soli, napríklad [[Octan sodný|octanu sodného]]. Výsledný roztok je zmesou kyseliny octovej a octanu sodného a nazýva sa [[octanový pufer]].<ref>{{Citácia elektronického dokumentu|titul=Acetate Buffer (pH 3.6 to 5.6) Preparation and Recipe {{!}} AAT Bioquest|url=https://www.aatbio.com/resources/buffer-preparations-and-recipes/acetate-buffer-ph-3-6-to-5-6|vydavateľ=www.aatbio.com|dátum prístupu=2022-12-04}}</ref> Okrem kyseliny octovej možno použiť mnohé iné slabé organické kyseliny, ktoré sa používajú na tvorbu rôznych tlmivých roztokov vhodných pre rôzne rozmedzia pH.

[[Ringerov roztok]] je príkladom roztoku, v ktorom sa organická kyselina, [[kyselina mliečna]], {{chem|CH|3|CH(OH)COOH||}}, zmieša so [[Sodík|sodnými]], [[Draslík|draselnými]] a [[Vápnik|vápenatými]] katiónmi a chloridovými anióni v destilovanej vode.<ref name="BNF69">{{cite book|title=British national formulary: BNF 69|date=2015|publisher=British Medical Association|isbn=9780857111562|page=683|edition=69}}</ref> Tým vzniká roztok, ktorý je [[Izotonicita|izotonický]] voči ľudskej krvi a používa sa na [[Doplnenie tekutín|dopĺňanie tekutín]] po strate krvi kvôli [[Úraz|úraze]], [[Operácia (medicína)|operácii]] alebo [[Popálenina|popálení]].<ref name="PestanaFifth">{{cite book|last1=Pestana|first1=Carlos|title=Pestana's Surgery Notes|date=7 April 2020|publisher=Kaplan Medical Test Prep|isbn=978-1506254340|pages=4–5|edition=Fifth}}</ref>

== Zoznam kyselín a ich konjugovaných zásad ==
V tabuľke nižšie je zoznam niekoľkých kyselín a ich konjugovaných zásad. Všetky páry sa líšia len o vodíkový katión (H<sup>+</sup>), čo z nich robí konjugovaný pár. Sila kyselín sa znižuje a sila konjugovanej zásady rastie v tabuľke smerom dole.

{| class="wikitable"
! colspan="2" |Kyselina
! colspan="2" |Konjugovaná zásada
|-
!Vzorec
!Názov
!Vzorec
!Názov
|-
|{{Chem|H|2|F|+}}
|[[Fluorónium]]
|HF
|[[Fluorovodík]]
|-
|HCl
|[[Chlorovodík]]
|Cl<sup>−</sup>
|[[Chlorid]]
|-
|H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>
|[[Kyselina sírová]]
|HSO{{su|b=4|p=−}}
|[[Hydrogensíran]]
|-
|HNO<sub>3</sub>
|[[Kyselina dusičná]]
|NO{{su|b=3|p=−}}
|[[Dusičnan]]
|-
|H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>
|[[Oxónium]]
|H<sub>2</sub>O
|[[Voda]]
|-
|HSO{{su|b=4|p=−}}
|[[Hydrogensíran]]
|SO{{su|b=4|p=2−}}
|[[Síran]]
|-
|H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>
|[[Kyselina fosforečná]]
|H<sub>2</sub>PO{{su|b=4|p=−}}
|[[Dihydrogenfosforečnan]]
|-
|CH<sub>3</sub>COOH
|[[Kyselina octová]]
|CH<sub>3</sub>COO<sup>−</sup>
|[[Octan]]
|-
|HF
|[[Fluorovodík]]
|F<sup>−</sup>
|[[Fluorid]]
|-
|H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>
|[[Kyselina uhličitá]]
|HCO{{su|b=3|p=−}}
|[[Hydrogenuhličitan]]
|-
|H<sub>2</sub>S
|[[Sulfán]]
|HS<sup>−</sup>
|[[Hydrogensulfid]]
|-
|H<sub>2</sub>PO{{su|b=4|p=−}}
|[[Dihydrogenfosforečnan]]
|HPO{{su|b=4|p=2−}}
|[[Hydrogenfosforečnan]]
|-
|NH{{su|b=4|p=+}}
|[[Amónium]]
|NH<sub>3</sub>
|[[Amoniak]]
|-
|H<sub>2</sub>O
|Voda (pH = 7)
|OH<sup>−</sup>
|[[Hydroxid]]
|-
|HCO{{su|b=3|p=−}}
|[[Hydrogenuhličitan]]
|CO{{su|b=3|p=2−}}
|[[Uhličitan]]
|}

== Zoznam zásad a ich konjugovaných kyselín ==
V tabuľke nižšie je zoznam niekoľkých zásad a ich konjugovaných kyselín. Sila zásady sa znižuje a sila konjugovanej kyseliny rastie v tabuľke smerom dole.
{| class="wikitable"
! colspan="2" |Zásada
! colspan="2" |Konjugovaná kyselina
|-
!Vzorec
!Názov
!Vzorec
!Názov
|-
|{{Chem|C|2|H|5|NH|2|}}
|[[Etylamín]]
|{{Chem|C|2|H|5|NH|3||}}<sup>+</sup>
|Etylamónium
|-
|{{Chem|C|H|3|N|H|2}}
|[[Metylamín]]
|{{Chem|CH|3|NH|3}}<sup>+</sup>
|Metylamónium
|-
|NH<sub>3</sub>
|[[Amoniak]]
|NH<sub>4</sub><sup>+</sup>
|[[Amónium]]
|-
|C<sub>5</sub>H<sub>5</sub>N
|[[Pyridín]]
|{{Chem|C|5|H|6|N}}<sup>+</sup>
|[[Pyridínium]]
|-
|{{Chem|C|6|H|5|NH|2}}
|[[Anilín]]
|{{Chem|C|6|H|5|NH|3}}
|Fenylamónium
|-
|{{Chem|C|6|H|5|COO}}<sup>-</sup>
|Benzoát
|{{Chem|C|6|H|5|COOH}}
|[[Kyselina benzoová]]
|-
|F<sup>-</sup>
|[[Fluorid]]
|HF
|[[Fluorovodík]]
|-
|PO{{su|b=4|p=3−}}
|[[Fosforečnan]]
|HPO{{su|b=4|p=2−}}
|[[Hydrogenfosforečnan]]
|-
|OH<sup>−</sup>
|[[Hydroxid]]
|H<sub>2</sub>O
|Voda (pH = 7)
|-
|HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>
|[[Hydrogenuhličitan]]
|{{Chem|H|2|CO|3|}}
|[[Kyselina uhličitá]]
|-
|CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>
|[[Uhličitan]]
|HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>
|[[Hydrogenuhličitan]]
|-
|Br<sup>-</sup>
|[[Bromid]]
|HBr
|[[Bromovodík]]
|-
|HPO{{su|b=4|p=2−}}
|[[Hydrogenfosforečnan]]
|H<sub>2</sub>PO{{su|b=4|p=−}}
|[[Dihydrogenfosforečnan]]
|-
|Cl<sup>−</sup>
|[[Chlorid]]
|HCl
|[[Chlorovodík]]
|-
|H<sub>2</sub>O
|Voda (pH = 7)
|H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>
|[[Oxónium]]
|-
|NO<sub>2</sub><sup>-</sup>
|[[Dusitan]]
|HNO<sub>2</sub>
|[[Kyselina dusitá]]
|}

== Referencie ==
{{Referencie}}

== Pozri aj ==

* [[Tlmivý roztok]]
* [[Deprotonácia]]
* [[Protonácia]]
* [[Soľ (chémia)]]

== Zdroj ==
{{Preklad|en|Conjugate (acid-base theory)|1112024810}}

[[Kategória:Kyseliny]]
[[Kategória:Zásady]]
[[Kategória:Protolytické reakcie]]