ব্রনস্টেড-লাউরির অম্ল ক্ষারক তত্ত্ব এবং ব্যাখ্যা
ব্রনস্টেড-লাউরি বা প্রোটনীয় মতবাদ (Bronsted-Lowry Theory)
আরহেনিয়াস মতবাদের সীমাবদ্ধতা দূর করার জন্য ডেনমার্কের বিজ্ঞানী জে. এন. ব্রনস্টেড এবং ব্রিটিশ বিজ্ঞানী টি. এম. লাউরি ১৯২৩ সালে পৃথকভাবে অম্ল ও ক্ষারকের একটি আধুনিক সংজ্ঞা প্রদান করেন। এই মতবাদটি প্রোটনীয় মতবাদ নামে পরিচিত।
অম্ল (Acid)
যেসব রাসায়নিক সত্তা অন্য পদার্থকে প্রোটন (H+) দান করতে পারে, সেগুলোকে অম্ল বলে। অর্থাৎ, প্রোটন দাতাই হলো অম্ল।
• H2SO4 → H+ + HSO4–
শ্রেণিবিভাগ:
১. নিরপেক্ষ যৌগ: HCl, H2SO4, HNO3, CH3COOH, H2O, H2S, HCN ইত্যাদি।
২. ক্যাটায়ন (ধনাত্মক): H3O+, NH4+, [Fe(H2O)6]3+ ইত্যাদি।
৩. অ্যানায়ন (ঋণাত্মক): HSO4–, HCO3–, HS–, H2PO4– ইত্যাদি।
ক্ষারক (Base)
যেসব রাসায়নিক সত্তা অন্য পদার্থ থেকে প্রোটন (H+) গ্রহণ করতে পারে, সেগুলোকে ক্ষারক বলে। অর্থাৎ, প্রোটন গ্রহীতাই হলো ক্ষারক।
• H2O + H+ → H3O+
…শ্রেণিবিভাগ:
১. নিরপেক্ষ যৌগ: NH3, H2O, R-NH2 ইত্যাদি।
২. ক্যাটায়ন (ধনাত্মক): এ জাতীয় ক্ষারক সাধারণত দেখা যায় না।
৩. অ্যানায়ন (ঋণাত্মক): OH–, Cl–, CO32-, SO42-, HCO3–, CH3COO–, CN– ইত্যাদি।
অনুবন্ধী অম্ল ও অনুবন্ধী ক্ষারক (Conjugate Acid-Base)
অনুবন্ধী অম্ল (Conjugate Acid): কোনো ক্ষারক একটি প্রোটন গ্রহণ করার পর যে অম্লীয় সত্তায় পরিণত হয়, তাকে ওই ক্ষারকের অনুবন্ধী অম্ল বলে।
অনুবন্ধী ক্ষারক (Conjugate Base): কোনো অম্ল একটি প্রোটন বর্জন বা দান করার পর যে ক্ষারকীয় সত্তায় পরিণত হয়, তাকে ওই অম্লের অনুবন্ধী ক্ষারক বলে।
চিত্র: অ্যামোনিয়া ও পানির বিক্রিয়ায় অনুবন্ধী জোড় প্রদর্শন।
চিত্র: হাইড্রোক্লোরিক এসিড ও পানির বিক্রিয়ায় অনুবন্ধী জোড় প্রদর্শন।
- অন-প্রোটনীয় অম্লের ব্যাখ্যায় ব্যর্থতা: এই তত্ত্বের সাহায্যে বিভিন্ন অধাতব অম্লীয় অক্সাইড (যেমন: CO2, SO2, SO3, N2O5) এবং লুইস এসিডের (যেমন: BF3, BCl3, AlCl3, FeCl3) অম্লীয় ধর্ম ব্যাখ্যা করা যায় না, কারণ এদের মধ্যে কোনো প্রতিস্থাপনযোগ্য প্রোটন (H+) নেই।
- প্রোটনহীন ক্ষারকের ব্যাখ্যায় ব্যর্থতা: একইভাবে বিভিন্ন ধাতব অক্সাইড (जैसे: Na2O, CaO, BaO) প্রোটন গ্রহণ না করেও যে ক্ষারকীয় ধর্ম প্রদর্শন করে, তা এই তত্ত্ব দিয়ে ব্যাখ্যা করা যায় না।
- প্রোটন আদান-প্রদানহীন বিক্রিয়া: এই তত্ত্ব অনুযায়ী অম্ল-ক্ষার বিক্রিয়া কেবল প্রোটন গ্রহণ ও বর্জনের মধ্যেই সীমাবদ্ধ। কিন্তু বাস্তবে এমন অনেক অম্ল-ক্ষারক বিক্রিয়া রয়েছে যেখানে প্রোটনের কোনো আদান-প্রদানই ঘটে না। যেমন:
• BF3 + NH3 → H3N·BF3 (সন্নিবেশ বন্ধন গঠন)
• Ag+ + 2NH3 → [Ag(NH3)2]+
• SiF4 + 2F– → [SiF6]2-
• PCl3 + Cl2 → PCl5 - উভধর্মী অক্সাইডের জটিলতা: কিছু কিছু অক্সাইড জলীয় বা অজলীয় মাধ্যমে অম্ল ও ক্ষার উভয় প্রকার আচরণ করে (উভধর্মী অক্সাইড), যা কেবল প্রোটন স্থানান্তরের সরল সমীকরণ দিয়ে পুঙ্খানুপুঙ্খ ব্যাখ্যা করা কঠিন।
