Disociacija slabih baz, lastnosti in primeri



The šibke osnove so vrste z malo nagnjenosti k darovanju elektronov, disociaciji v vodnih raztopinah ali sprejemanju protonov. Prizma, s katero se analizirajo njene značilnosti, ureja definicija, ki izhaja iz študij več znanih znanstvenikov.

Na primer, v skladu z Bronsted-Lowryjevo definicijo je šibka osnova tista, ki sprejema zelo reverzibilen (ali null) vodikov ion H+. V vodi njegova molekula H2Ali je tisti, ki podari H+ do okolice. Če je bila namesto vode šibka kislina HA, potem bi jo šibka baza komajda nevtralizirala.

Močna podlaga ne bi samo nevtralizirala vseh kislin v okolju, temveč bi lahko sodelovala tudi pri drugih kemijskih reakcijah z neugodnimi (in smrtonosnimi) posledicami..

Zaradi tega se kot antacidi uporabljajo nekatere šibke baze, kot so mlečno magnezijev oksid ali tablete fosfatnih soli ali natrijevega bikarbonata..

Vse šibke baze imajo skupno prisotnost para elektronov ali negativni naboj, stabiliziran v molekuli ali ionu. Tako je CO3- je šibka baza proti OH-; in tista osnova, ki proizvaja manj OH- v svoji disociaciji (definicija Arrenhiusa) bo najšibkejša osnova.

Indeks

  • 1 Disociacija
    • 1.1 Amonijak
    • 1.2 Primer izračuna
  • 2 Lastnosti
  • 3 Primeri
    • 3.1 Amini
    • 3.2 Dušikove baze
    • 3.3 Konjugirane baze
  • 4 Reference

Disociacija

Šibko osnovo lahko zapišemo kot BOH ali B. Rečeno je, da je podvržena disociaciji, ko se v tekoči fazi pojavijo obe reakciji z obema bazama (čeprav se lahko pojavita v plinih ali celo trdnih snoveh):

BOH <=> B+ + OH-

B + H2O <=> HB+ + OH-

Upoštevajte, da čeprav se obe reakciji morda zdita drugačni, imata skupno proizvodnjo OH-. Poleg tega dve disociaciji vzpostavljata ravnovesje, zato sta nepopolni; to pomeni, da se le odstotek baze dejansko disocira (kar se ne zgodi z močnimi bazami, kot je NaOH ali KOH)..

Prva reakcija je bolj "povezana" z opredelitvijo Arrenhius za osnove: disociacija v vodi, ki daje ionske vrste, zlasti hidroksil anion OH-.

Medtem ko se druga reakcija drži definicije Bronsted-Lowry, ker je B protonando ali sprejema H+ vode.

Vendar pa se obe reakciji, ko vzpostavljata ravnotežje, obravnavata kot disociacija šibke osnove.

Amoniak

Amoniak je morda najpogostejša šibka osnova za vse. Njegovo disociacijo v vodi lahko shematiziramo na naslednji način:

NH3 (ac) + H2O (l)   <=>   NH4+ (ac) + OH- (ac)

Zato je NH3 vstopi v kategorijo baz, ki so predstavljene z "B".

Disociacijska konstanta amoniaka, Kb, je podan z naslednjim izrazom:

Kb = [NH4+[OH-] / [NH3]

Ki je pri 25 ° C v vodi približno 1,8 x 10-5. Izračunamo nato vaš pKb imate:

pKb = - log Kb

= 4.74

V disociaciji NH3 Ta prejme proton iz vode, zato ga lahko po Bronsted-Lowry-ju smatramo kot kislino.

Sol, ki nastane na desni strani enačbe, je amonijev hidroksid, NH4OH, ki je raztopljen v vodi in ni nič drugega kot vodni amoniak. Zato je definicija Arrenhiusa za bazo izpolnjena z amoniakom: njegovo raztapljanje v vodi povzroči nastanek NH ionov.4+ in OH-.

NH3 je sposoben darovati par elektronov brez delitve, ki se nahaja na atomu dušika; to je tisto, kjer pride Lewisova definicija za bazo, [H3N:].

Primer izračuna

Koncentracija vodne raztopine šibke baze metilamina (CH3NH2) je naslednje: [CH3NH2pred disociacijo = 0,010 M; [CH3NH2] po disociaciji = 0,008 M.

Izračunajte Kb, pKb, pH in odstotek ionizacije.

Kb

Najprej je treba zapisati enačbo njene disociacije v vodi:

CH3NH2 (ac) + H2O (l)    <=>     CH3NH3+ (ac) + OH- (ac)

Naslednja matematična izraza Kb 

Kb = [CH3NH3+[OH-] / [CH3NH2]

V ravnotežju je izpolnjeno, da [CH3NH3+] = [OH-] Ti ioni prihajajo iz disociacije CH3NH2, zato je koncentracija teh ionov podana z razliko med koncentracijo CH3NH2 pred in po ločitvi.

[CH3NH2]ločen = [CH3NH2]začetno - [CH3NH2]ravnotežje

[CH3NH2]ločen = 0.01 M - 0.008 M

= 0,002 M

Potem, [CH3NH3+] = [OH-] = 2. 10-3 M

Kb = (2. 10)-3)2 M / (8. 10-2) M

= 5. 10-4

pKb

Izračunano Kb, Zelo enostavno je določiti pKb

pKb = - log Kb

pKb = - log 5. 10-4

= 3,301

pH

Za izračun pH, ker je vodna raztopina, je treba pOH najprej izračunati in odšteti na 14:

pH = 14 - pOH

pOH = - log [OH-]

In ker je koncentracija OH že znana-, izračun je neposreden

pOH = -log 2. 10-3

= 2.70

pH = 14 - 2.7

= 11,3

Odstotek ionizacije

Da bi jo izračunali, je treba ugotoviti, koliko je bila baza ločena. Ker je bilo to že storjeno v prejšnjih točkah, velja naslednja enačba:

([CH3NH3+] / [CH3NH2]°) x 100%

Kje [CH3NH2]° je začetna koncentracija baze in [CH3NH3+] koncentracijo konjugirane kisline. Izračun, nato:

Odstotek ionizacije = (2. 10)-3 / 1. 10-2) x 100%

= 20%

Lastnosti

-Šibke baze aminov imajo značilen grenak okus, prisoten v ribah in nevtraliziran z uporabo limone.

-Imajo nizko disociacijsko konstanto, zato povzročajo nizko koncentracijo ionov v vodni raztopini. Iz tega razloga niso dobri prevodniki električne energije.

-V vodni raztopini proizvajajo zmerni alkalni pH, zato spreminjajo barvo lakmusovega papirja iz rdeče v modro.

-Večinoma so to amini (šibke organske baze)..

-Nekatere so konjugirane baze močnih kislin.

-Šibke molekulske baze vsebujejo strukture, ki so sposobne reagirati s H+.

Primeri

Amini

-Metilamin, CH3NH2, Kb = 5,0. 10-4, pKb = 3,30

-Dimetilamin, (CH3)2NH, Kb = 7,4 × 10-4, pKb = 3,13

-Trimetilamin, (CH3)3N, Kb = 7,4 × 10-5, pKb = 4,13

-Piridin, C5H5N, Kb = 1,5 × 10-9, pKb = 8,82

-Anilin, C6H5NH2, Kb = 4,2. 10-10, pKb = 9,32.

Dušikove baze

Dušikove baze adenin, gvanin, timin, citozin in uracil so šibke baze z amino skupinami, ki so del nukleotidov nukleinskih kislin (DNA in RNA), kjer se nahajajo informacije za dedne transmisije..

Adenin je na primer del molekul, kot je ATP, glavni energetski rezervoar živih bitij. Poleg tega je adenin prisoten v koencimih, kot so flavin adenil dinukleotid (FAD) in nikotinski adenil dinukleotid (NAD), ki so vključeni v številne reakcije oksidacijske redukcije..

Konjugirane baze

Naslednje šibke osnove, ali ki lahko izpolnijo funkcijo kot tako, so urejene v padajočem vrstnem redu osnovnosti: NH2 > OH- > NH3 > CN- > CH3COO- > F- > NE3- > Cl- > Br- > I- > ClO4-.

Lokacija konjugiranih baz hidrokidov v danem zaporedju kaže, da večja kot je kislina, nižja je jakost njene konjugirane baze..

Na primer, anion I- je zelo šibka osnova, medtem ko je NH2 je najmočnejši v seriji.

Po drugi strani lahko zaključimo, da se bazičnost nekaterih skupnih organskih baz lahko naroči na naslednji način: alkoksid> alifatski amini ≈ fenoksidi> karboksilati = aromatski amini ≈ heterociklični amini.

Reference

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
  2. Lleane Nieves M. (24. marec 2014). Kisline in baze. [PDF] Vzpostavljeno iz: uprh.edu
  3. Wikipedija. (2018). Slaba baza. Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org
  4. Uredniška ekipa (2018). Trdnost osnove in osnovne konstante disociacije. iquimicas. Izterjano od: iquimicas.com
  5. Chung P. (22. marec 2018). Šibke kisline in baze. Kemija Libretexts. Vzpostavljeno iz: chem.libretexts.org