Słabe bazy

Łyżka mleka magnezji, słaba baza. Z licencją

Jakie są słabe podstawy?

słabe bazy Są to gatunki, które nie dysocjują całkowicie podczas rozpuszczania się w wodzie, mają niewielką tendencję do przekazywania elektronów lub akceptowania protonów. Prism, z którym analizuje się jego cechy, rządzi definicja powstającą w badaniach kilku znanych naukowców.

Na przykład, zgodnie z definicją Bronsteda-Lowry, słaba baza jest taka, która akceptuje w bardzo odwracalny sposób (lub zerowy) jon wodorowy h⁺. W wodzie jego cząsteczka H₂o jest tą, która przekazuje h⁺ do otaczającej bazy. Gdyby zamiast wody był słabym kwasem, słaba baza ledwo mogłaby ją zneutralizować.

Silna baza nie tylko zneutralizowałaby wszystkie kwasy w środowisku, ale mogłyby również uczestniczyć w innych reakcjach chemicznych z niepożądanymi (i śmiertelnymi) konsekwencjami.

Z tego powodu niektóre słabe zasady, takie jak mleko magnezji lub sprężone sole fosforanowe lub wodorowęglan sodu, są wykorzystywane jako zobojętnienie soli.

Wszystkie słabe zasady mają wspólne obecność pary elektronów lub obciążenie ujemne stabilizowane w cząsteczce lub jonie. Zatem CO₃^- To słaba baza przeciwko OH^-, I ta baza, która produkuje mniej OH^- W swojej dysocjacji (definicja Arrenhiusa) będzie to najsłabsza podstawa.

Właściwości słabych podstaw

• Słabe podstawy aminy mają charakterystyczny gorzki smak, obecny u ryb i zneutralizowany przy użyciu cytryny.
• Mają niską stałą dysocjacji, więc pochodzą niskie stężenie jonów w roztworze wodnym. Z tego powodu nie są dobrymi przewodnikami energii elektrycznej.
• W roztworze wodnym pochodzą umiarkowane alkaliczne pH, więc zmieniają kolor czerwonego na niebieski papier kiełkowy.
• Są to głównie aminowe (słabe zasady organiczne).
• Niektóre są skoniugowanymi zasadami silnych kwasów.
• Słabe podstawy molekularne zawierają struktury zdolne do reagowania z H⁺.

Dysocjacja

Słabą bazę można zapisać jako boh lub b. Mówi się, że cierpi ono na dysocjację, gdy następujące reakcje w fazie ciekłej występują w przypadku obu zasad (chociaż może wystąpić w gazach, a nawet stałej):

Może ci służyć: Boyle Law

Boh b⁺ + Oh^-

B + H₂O HB⁺ + Oh^-

Zauważ, że chociaż obie reakcje mogą wydawać się inne, mają wspólną produkcję OH^-. Ponadto dwie dysocjacje ustanawiają równowagę, więc są niekompletne, to znaczy tylko procent bazy naprawdę się dysocjuje (co nie zdarza się z silnymi podstawami, takimi jak NaOH lub KOH).

Pierwsza reakcja jest „przywiązana” do definicji Arrenhiusa dla zasad: dysocjacja w wodzie w celu zapewnienia gatunków jonowych, zwłaszcza anion hydroksylowych OH^-.

Podczas gdy druga reakcja jest posłuszna definicji Bronsteda-Lowry, ponieważ B jest protonem lub akceptuje h⁺ z wody.

Jednak przy dwóch reakcjach, kiedy ustalają równowagę, są uważane za dysocjacje słabej bazy.

Amoniak

Amoniak jest prawdopodobnie najczęstszą słabą podstawą ze wszystkich. Jego dysocjacja w wodzie może schematyzować się w następujący sposób:

NH₃ (AC) +H₂O (L) NH₄⁺ (AC) +OH^- (AC)

Dlatego NH₃ Wprowadź kategorię baz reprezentowanych z „B”.

Stała dysocjacji amoniaku, k_B, Jest to podane przez następujące wyrażenie:

K_B = [NH₄⁺] [Oh^-] / [NH₃]

Który w wodzie w temperaturze 25 ° C wynosi około 1,8 x 10^-5. Następnie oblicz PK_B Ty masz:

Pk_B = - log k_B

= 4,74

W dysocjacji NH₃ To odbiera proton z wody, więc można go rozpatrywać w wodzie jako kwas według Brnsteda-Lowry.

Sól utworzona po prawej stronie równania to wodorotlenek amonu, NH₄Och, który jest rozpuszczony w wodzie i jest niczym innym jak wodnym amoniakiem. Z tego powodu definicja Arrenhius dla bazy jest wypełniona amoniakiem: jego rozpuszczanie wody wytwarza jony NH₄⁺ I och^-.

NH₃ Jest w stanie przekazać kilka elektronów bez dzielenia się w atomie azotu. W tym miejscu definicja Lewisa wchodzi do podstawy [H₃N:].

Może ci służyć: cyjanku sodu (nacn): struktura, właściwości, ryzyko, zastosowania

Przykład obliczeń

Stężenie wodnego roztworu słabej podstawy metyloaminy (CH₃NH₂) jest następujący: [CH₃NH₂] Przed dysocjacją = 0,010 m; [Ch₃NH₂] Po dysocjacji = 0,008 m.

Obliczyć k_B, Pk_B, PH i procent jonizacji.

K_B

Po pierwsze, należy zapisać równanie dysocjacji w wodzie:

Ch₃NH₂ (AC) +H₂O (L) CH₃NH₃⁺ (AC) +OH^- (AC)

Następnie wyrażenie matematyczne K_B  

K_B = [Ch₃NH₃⁺] [Oh^-] / [Cho₃NH₂]

W równowadze prawdą jest [CH₃NH₃⁺] = [OH^-]. Te jony pochodzą z dysocjacji CH₃NH₂, Zatem stężenie tych jonów wynika z różnicy między stężeniem CH₃NH₂ przed i po dysocjacji.

[Ch₃NH₂]_oddzielone = [Ch₃NH₂]_wstępny - [Ch₃NH₂]_balansować

[Ch₃NH₂]_oddzielone = 0,01 m - 0,008 m

= 0,002 m

Więc [Cho₃NH₃⁺] = [OH^-] = 2 ∙ 10^-3 M

K_B = (2 ∙ 10^-3)² M / (8 ∙ 10^-2) M

= 5 ∙ 10^-4

Pk_B

Obliczone k_B, Bardzo łatwo jest określić PK_B

Pk_B = - Log KB

Pk_B = - log 5 ∙ 10^-4

= 3 301

Ph

Aby obliczyć pH, ponieważ jest to roztwór wodny, PoH należy najpierw obliczyć i odejmować do 14:

ph = 14 - poh

poh = - log [oh^-]

I ponieważ stężenie OH jest już znane^-, Obliczenia jest bezpośrednie:

PoH = -log 2 ∙ 10^-3

= 2,70

ph = 14 - 2,7

= 11,3

Procent jonizacji

Aby to obliczyć, należy ustalić, ile podstawy została oddzielona. Ponieważ zostało to już zrobione w poprzednich punktach, zastosowano następujące równanie:

([Ch₃NH₃⁺] / [Cho₃NH₂]^°) X 100%

Gdzie [ch₃NH₂]^° Jest to początkowe stężenie podstawy i [CH₃NH₃⁺] Stężenie jego sprzężonego kwasu. Obliczanie więc:

Procent jonizacji = (2 ∙ 10^-3 / 1 ∙ 10^-2) X 100%

Może ci służyć: aluminiowy fosfuro (AIP): struktura, właściwości, zastosowania, ryzyko

= 20%

Przykłady słabych podstaw

Aminy

• Metilamine, rozdz₃NH₂, KB = 5,0 ∙ 10^-4, PKB = 3,30
• Dimetyloamina (rozdz₃)₂NH, KB = 7,4 ∙ 10^-4, PKB = 3,13
• Trimetyloamina (rozdz₃)₃N, kb = 7,4 ∙ 10^-5, PKB = 4,13
• Pirydyna, c₅H₅N, kb = 1,5 ∙ 10^-9, PKB = 8,82
• Anilin, c₆H₅NH₂, KB = 4,2 ∙ 10^-10, PKB = 9,32.

Podstawy azotu

Podstawy adeniny, guaniny, timiny, cytozyny i azotu uracylowego są słabymi zasadami z grupami amingowymi, które są częścią nukleotydów kwasów nukleinowych (DNA i RNA), w których znajdują się informacje o przekazywaniu dziedzicznym transmisji.

Na przykład adenina jest częścią cząsteczek, takich jak ATP, główny zbiornik energetyczny żywych istot. Ponadto adenina jest obecna w koenzymach, takich jak dinukleotyd adenilu flawinowy (FAD) i nikotyna adenil dinukleotyd (NAD), które są zaangażowane w liczne reakcje redukcyjne tlenku.

Skoniugowane bazy

Następujące słabe podstawy lub które mogą pełnić funkcję jako taką, są uporządkowane w zmniejszającej się kolejności podstawowej: NH₂ > Och^- > NH₃ > Cn^- > Ch₃Gruchać^- > F^- > Nie₃^- > Cl^- > Br^- > I^- > Clo₄^-.

Położenie skoniugowanych zasad hydraceidów w danej sekwencji wskazuje, że im większa siła kwasu, tym niższa będzie siła skoniugowanej podstawy.

Na przykład anion i^- Jest to niezwykle słaba baza, a NH₂ jest najsilniejszy z serii.

Z drugiej strony, wreszcie zasadowość niektórych powszechnych zasad organicznych można zamówić w następujący sposób: AMINY ALOTOLENCJI> Alifatyczne ~ Fenoksydy> karboksylany = aromatyczne aminy ≈ heterocykliczne aminy.

Inne przykłady

• Wodorowęglan sodu: formuła Nahco.
• Benzilamina: wzór C₇H₉N.
• Etyloamina: wzór C₂H₅NH₂.
• Wodorotlenek amonu: wzór NH₄ Oh.
• Hydracina: wzór NH₂NH₂.
• Hydroksyloamina: Formuła NH2 OH.
• Wodorotlenek miedzi: Formuła Cu (OH) ₂.
• Wodorotlenek aluminiowy: Formuła AL (OH)₃.
• Wodorotlenek cynku: wzór Zn (OH) ₂.
• Wodorotlenek ołowiu: Formuła PB (OH)₂.

Bibliografia

1. Kwasy i zasady. [PDF]. UPRH wyzdrowiał.Edu.
2. Baza słaba. Odzyskane z.Wikipedia.org.