संयुग्म (अम्ल-क्षार सिद्धांत)

ब्रोंस्टेड-लोरी अम्ल-क्षार सिद्धांत के अंतर्गत एक संयुग्मी अम्ल, एक रासायनिक यौगिक है जो एक अम्ल प्रोटोनेशन (H+) एक आधार (रसायन विज्ञान) के लिए - दूसरे शब्दों में, यह हाइड्रोजन आयन के साथ एक आधार है, क्योंकि विपरीत प्रतिक्रिया में यह हाइड्रोजन आयन खो देता है। दूसरी ओर, एक संयुग्मी आधार वह होता है जो एक रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान एक एसिड द्वारा एक प्रोटॉन दान करने के बाद बचा रहता है। इसलिए, एक संयुग्म आधार एक एसिड से अवक्षेपण द्वारा बनाई गई प्रजाति है, क्योंकि रिवर्स रिएक्शन में यह हाइड्रोजन आयन प्राप्त करने में सक्षम है। क्योंकि पॉलीप्रोटिक एसिड कई प्रोटॉन जारी करने में सक्षम हैं, एक एसिड का संयुग्मित आधार स्वयं अम्लीय हो सकता है।

संक्षेप में, इसे निम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रिया के रूप में दर्शाया जा सकता है:

जोहान्स निकोलस ब्रोंस्टेड और मार्टिन लोरी ने ब्रोंस्टेड-लोरी सिद्धांत पेश किया, जिसने प्रस्तावित किया कि कोई भी यौगिक जो प्रोटॉन को किसी अन्य यौगिक में स्थानांतरित कर सकता है, एक एसिड है, और वह यौगिक जो प्रोटॉन को स्वीकार करता है, एक आधार है। एक प्रोटॉन एक परमाणु कण है जिसमें एक इकाई सकारात्मक विद्युत आवेश होता है; यह प्रतीक द्वारा दर्शाया गया है H+ क्योंकि यह हाइड्रोजन परमाणु के परमाणु नाभिक का गठन करता है, वह है, एक हाइड्रोन (रसायन विज्ञान)।

एक धनायन एक संयुग्मित अम्ल हो सकता है, और एक ऋणायन एक संयुग्मी आधार हो सकता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि कौन सा रासायनिक पदार्थ शामिल है और कौन सा अम्ल-क्षार प्रतिक्रिया है। अम्ल-क्षार सिद्धांत दृष्टिकोण है। सबसे सरल ऋणायन जो एक संयुग्मित आधार हो सकता है, वह विलायकित इलेक्ट्रॉन है जिसका संयुग्मी अम्ल परमाणु हाइड्रोजन है।

अम्ल-क्षार प्रतिक्रियाएँ
एक अम्ल-क्षार प्रतिक्रिया में, एक अम्ल और एक क्षार एक संयुग्मी क्षार और एक संयुग्मी अम्ल बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है। अम्ल एक प्रोटॉन खो देता है और क्षार एक प्रोटॉन प्राप्त कर लेता है। रासायनिक आरेखों में जो इसे स्पष्ट करते हैं, आधार और प्रोटॉन के बीच बने नए बंधन को एक तीर द्वारा दिखाया गया है जो पारंपरिक रूप से आधार से एक इलेक्ट्रॉन जोड़ी पर शुरू होता है और जिसका तीर-सिर हाइड्रोजन आयन (प्रोटॉन) पर समाप्त होता है जिसे स्थानांतरित किया जाएगा:
 * [[File:Conjugate base reaction.svg]]इस मामले में, पानी का अणु हाइड्रॉक्साइड आयन का संयुग्मित एसिड होता है, जिसे बाद में अमोनियम द्वारा दान किए गए हाइड्रोजन आयन से प्राप्त किया जाता है। दूसरी ओर, अमोनिया एसिड अमोनियम के लिए संयुग्मित आधार है, क्योंकि अमोनियम ने हाइड्रोजन आयन दान किया है और पानी के अणु का उत्पादन किया है। साथ ही, ओह− का संयुग्मी आधार माना जा सकता है, क्योंकि पानी का अणु देने के लिए एक प्रोटॉन दान करता है विपरीत प्रतिक्रिया में। अम्ल, क्षार, संयुग्मी अम्ल और संयुग्मी क्षार एक निश्चित रासायनिक प्रजाति के लिए तय नहीं हैं, लेकिन होने वाली प्रतिक्रिया के अनुसार विनिमेय हैं।

संयुग्मों की शक्ति
एक संयुग्मित अम्ल की शक्ति सीधे उसके पृथक्करण स्थिरांक के समानुपाती होती है। यदि एक संयुग्मित एसिड मजबूत है, तो इसका पृथक्करण एक उच्च संतुलन स्थिरांक होगा और प्रतिक्रिया के उत्पादों का पक्ष लिया जाएगा। संयुग्म आधार की ताकत को प्रजातियों की हाइड्रोजन प्रोटॉन को अपनी ओर खींचने की प्रवृत्ति के रूप में देखा जा सकता है। यदि एक संयुग्म आधार को मजबूत के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, तो यह समाधान में होने पर हाइड्रोजन प्रोटॉन को पकड़ लेगा और इसका एसिड अलग नहीं होगा।

यदि एक प्रजाति को एक मजबूत अम्ल के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, तो इसका संयुग्म आधार कमजोर होगा। इस मामले का एक उदाहरण हाइड्रोक्लोरिक एसिड का पृथक्करण होगा पानी में। चूँकि HCl एक प्रबल अम्ल है (यह काफी हद तक वियोजित हो जाता है), इसका संयुग्मी क्षार  एक कमजोर संयुग्म आधार होगा। इसलिए, इस प्रणाली में, अधिकांश  हाइड्रोनियम आयन के रूप में होगा  सीएल से जुड़े होने के बजाय− ऋणायन और संयुग्मी क्षार पानी के अणु से कमजोर होंगे।

दूसरी ओर, यदि एक प्रजाति को एक कमजोर अम्ल के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, तो इसका संयुग्म आधार एक मजबूत आधार नहीं होगा। विचार करें कि एसीटेट, एसिटिक अम्ल का संयुग्मी क्षार, जिसका क्षार वियोजन स्थिरांक (Kb) लगभग होता है $0$, इसे एक कमजोर आधार बनाता है। एक प्रजाति के लिए एक मजबूत संयुग्म आधार होने के लिए यह बहुत कमजोर एसिड होना चाहिए, उदाहरण के लिए पानी।

संयुग्म एसिड-बेस जोड़े
की पहचान करना संयुग्मी अम्ल की पहचान करने के लिए, संबंधित यौगिकों के युग्म को देखें। एसिड-बेस रिएक्शन को पहले और बाद के अर्थ में देखा जा सकता है। पहले समीकरण का अभिकारक पक्ष है, बाद वाला समीकरण का उत्पाद पक्ष है। एक समीकरण के बाद के पक्ष में संयुग्मी एसिड एक हाइड्रोजन आयन प्राप्त करता है, इसलिए समीकरण के पहले पक्ष में संयुग्म एसिड का एक कम हाइड्रोजन आयन वाला यौगिक आधार होता है। समीकरण के बाद के पक्ष में संयुग्म आधार ने हाइड्रोजन आयन खो दिया है, इसलिए समीकरण के पहले पक्ष में, यौगिक जिसमें संयुग्म आधार का एक और हाइड्रोजन आयन है वह अम्ल है।

निम्नलिखित एसिड-बेस प्रतिक्रिया पर विचार करें:

नाइट्रिक एसिड एक अम्ल है क्योंकि यह पानी के अणु को एक प्रोटॉन देता है और इसका संयुग्मी आधार नाइट्रेट है. पानी का अणु एक आधार के रूप में कार्य करता है क्योंकि यह हाइड्रोजन केशन (प्रोटॉन) को प्राप्त करता है और इसका संयुग्मित एसिड हाइड्रोनियम आयन.

अनुप्रयोग
संयुग्म एसिड और क्षार का एक उपयोग बफ़रिंग सिस्टम में निहित है, जिसमें एक बफर समाधान शामिल है। अनुमापन प्रक्रिया के दौरान पीएच परिवर्तन को सीमित करने के लिए एक बफर में, एक कमजोर एसिड और इसके संयुग्मित आधार (नमक के रूप में), या एक कमजोर आधार और इसके संयुग्मित एसिड का उपयोग किया जाता है। बफ़र्स में कार्बनिक और अकार्बनिक रासायनिक अनुप्रयोग दोनों होते हैं। उदाहरण के लिए, प्रयोगशाला प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले बफ़र्स के अलावा, मानव रक्त पीएच को बनाए रखने के लिए एक बफर के रूप में कार्य करता है। हमारे रक्तप्रवाह में सबसे महत्वपूर्ण बफर बाइकार्बोनेट बफरिंग सिस्टम है। शुरू किया है। यह इस प्रकार कार्य करता है: CO2 + H2O <=> H2CO3 <=> HCO3^- + H+

इसके अलावा, यहां सामान्य बफ़र्स की एक तालिका है। एक कार्बनिक यौगिक के साथ एक दूसरा सामान्य अनुप्रयोग एसिटिक एसिड के साथ एक बफर का उत्पादन होगा। यदि एसिटिक एसिड, सूत्र के साथ एक कमजोर एसिड, एक बफर समाधान में बनाया गया था, इसे इसके संयुग्मित आधार के साथ संयोजित करने की आवश्यकता होगी नमक के रूप में। परिणामी मिश्रण को एसीटेट बफर कहा जाता है, जिसमें जलीय होता है  और जलीय. एसिटिक एसिड, कई अन्य कमजोर एसिड के साथ, विभिन्न प्रयोगशाला सेटिंग्स में बफ़र्स के उपयोगी घटकों के रूप में काम करता है, प्रत्येक अपने स्वयं के पीएच रेंज के भीतर उपयोगी होता है।

रिंगर का लैक्टेट समाधान एक उदाहरण है जहां एक कार्बनिक अम्ल, दुग्धाम्ल  का संयुग्म आधार,  आसुत जल में सोडियम, कैल्शियम और पोटेशियम केशन और क्लोराइड आयनों के साथ संयुक्त है जो मिलकर एक तरल पदार्थ बनाते हैं जो मानव रक्त के संबंध में टॉनिकिटी # आइसोटोनिकिटी है और शारीरिक आघात,  ऑपरेशन  या जलने की चोट के कारण रक्त की हानि के बाद द्रव प्रतिस्थापन के लिए उपयोग किया जाता है।

अम्लों और उनके संयुग्मी क्षारों की तालिका
अम्लों और उनके संयुग्मी क्षारों के अनेक उदाहरण नीचे सारणीबद्ध हैं; ध्यान दें कि वे केवल एक प्रोटॉन (H+ आयन)। एसिड की ताकत कम हो जाती है और टेबल के नीचे संयुग्म आधार की ताकत बढ़ जाती है।

क्षारों की तालिका और उनके संयुग्मी अम्ल
इसके विपरीत, यहाँ क्षारों और उनके संयुग्मी अम्लों की एक तालिका है। इसी तरह, बेस स्ट्रेंथ घट जाती है और टेबल के नीचे कंजुगेट एसिड स्ट्रेंथ बढ़ जाती है।

यह भी देखें

 * बफर द्रावण
 * अवक्षेपण
 * प्रोटोनेशन
 * नमक (रसायन विज्ञान)

बाहरी संबंध

 * MCAT General Chemistry Review - 10.4 Titration and Buffers
 * The Pharmaceutics and Compounding Laboratory - Buffers and Buffer Capacity.