Disocijacija slabih baza, svojstva i primjeri



slabe baze one su vrste s malom tendencijom da doniraju elektrone, disociraju se u vodenim otopinama ili prihvaćaju protone. Prizma s kojom se analiziraju njezine karakteristike regulirana je definicijom koja je proizašla iz studija nekoliko poznatih znanstvenika.

Na primjer, prema Bronsted-Lowryvoj definiciji, slaba baza je ona koja prihvaća vrlo reverzibilan (ili nulti) vodikov ion.+. U vodi, njegova H molekula2Ili je onaj koji daruje H+ do okolne baze. Ako je umjesto vode bila slaba kiselina HA, onda bi ga slaba baza jedva mogla neutralizirati.

Snažna baza ne samo da bi neutralizirala sve kiseline u okolišu, već bi mogla sudjelovati iu drugim kemijskim reakcijama s nepovoljnim (i smrtonosnim) posljedicama..

Zbog toga se neke slabe baze, kao što je mlijeko magnezij, ili tablete fosfatnih soli ili natrij bikarbonata, koriste kao antacidi (top image).

Sve slabe baze imaju zajedničko prisustvo para elektrona ili negativni naboj stabiliziran u molekuli ili ionu. Prema tome, CO3- to je slaba baza u odnosu na OH-; i ona baza koja proizvodi manje OH- u svojoj disocijaciji (definicija Arrenhiusa) bit će najslabija baza.

indeks

  • 1 Disocijacija
    • 1.1 Amonijak
    • 1.2 Primjer izračuna
  • 2 Svojstva
  • 3 Primjeri
    • 3.1 Amini
    • 3.2 Dušične baze
    • 3.3 Konjugirane baze
  • 4 Reference

odvajanje

Slaba baza može biti napisana kao BOH ili B. Rečeno je da se podvrgava disocijaciji kada se slijedeće reakcije odvijaju u tekućoj fazi s obje baze (iako se može pojaviti u plinovima ili čak u krutim tvarima):

Boh <=> B+ + OH-

B + H2O <=> polupansion+ + OH-

Imajte na umu da iako se obje reakcije mogu činiti drugačijima, imaju zajedničku proizvodnju OH-. Osim toga, dvije disocijacije uspostavljaju ravnotežu, tako da su nepotpune; to jest, samo postotak baze zapravo disocira (što se ne događa s jakim bazama kao što je NaOH ili KOH).

Prva reakcija je više "pripojena" definiciji Arrenhius za baze: disocijacija u vodi kako bi se dobile ionske vrste, posebno hidroksil anion OH-.

Dok se druga reakcija poklapa s definicijom Bronsted-Lowryja, budući da je B protonando ili prihvaća H+ vode.

Međutim, ove dvije reakcije, kada se uspostavlja ravnoteža, smatraju se disocijacijama slabe baze.

amonijumov

Amonijak je možda najčešća slaba baza. Njegova disocijacija u vodi može se shematizirati na sljedeći način:

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

Prema tome, NH3 ulazi u kategoriju baza predstavljenih s "B".

Konstanta disocijacije amonijaka, Kb, daje se sljedećim izrazom:

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

Koji je na 25 ° C u vodi približno 1,8 x 10-5. Izračunava se tada vaš pKb imate:

pKb = - log Kb

= 4.74

U disocijaciji NH3 To dobiva proton iz vode, tako da se može smatrati vodom kao kiselina prema Bronsted-Lowryju.

Sol formirana na desnoj strani jednadžbe je amonijev hidroksid, NH4OH, koji je otopljen u vodi i nije ništa drugo do vodeni amonijak. Zbog toga se definicija Arrenhiusa za bazu susreće s amonijakom: njegovo otapanje u vodi stvara NH ione4+ i OH-.

NH3 može donirati par elektrona bez dijeljenja koji se nalazi u atomu dušika; tu dolazi Lewisova definicija baze, [H3N].

Primjer izračuna

Koncentracija vodene otopine slabe baze metilamina (CH3NH2) je slijedeće: [CH3NH2] prije disocijacije = 0.010 M; [CH3NH2] nakon disocijacije = 0.008 M.

Izračunajte Kb, pKb, pH i postotak ionizacije.

Kb

Prvo treba napisati jednadžbu njezine disocijacije u vodi:

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

Sljedeći od matematičkog izraza Kb 

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

U ravnoteži je ispunjeno [CH3NH3+] = [OH-]. Ovi ioni dolaze iz disocijacije CH3NH2, tako je koncentracija tih iona određena razlikom između koncentracije CH3NH2 prije i nakon razdvajanja.

[CH3NH2]distancirana = [CH3NH2]početni - [CH3NH2]ravnoteža

[CH3NH2]distancirana = 0.01 M - 0.008 M

= 0,002 M

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

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

= 5. 10-4

pKb

Izračunato Kb, Vrlo je lako odrediti pKb

pKb = - log Kb

pKb = - log 5. 10-4

= 3,301

pH

Da bi se izračunao pH, budući da je vodena otopina, prvo se mora izračunati pOH i oduzeti na 14:

pH = 14 pOH

pOH = - log [OH-]

Kako je koncentracija OH već poznata-, izračun je izravan

pOH = -log 2 '10-3

= 2.70

pH = 14 - 2.7

= 11.3

Postotak ionizacije

Da bi ga izračunali, mora se odrediti koliko je baza razdvojena. Kako je to već učinjeno u prethodnim točkama, primjenjuje se sljedeća jednadžba:

([CH3NH3+] / [CH3NH2]°) x 100%

Gdje [CH3NH2]° je početna koncentracija baze i [CH3NH3+koncentracija konjugirane kiseline. Izračunavanje tada:

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

= 20%

nekretnine

-Slabe baze amina imaju karakterističan gorak okus, prisutan u ribama i neutraliziran upotrebom limuna.

-Oni imaju nisku konstantu disocijacije, zbog čega uzrokuju nisku koncentraciju iona u vodenoj otopini. Zbog toga nisu dobri vodiči električne energije.

-U vodenoj otopini stvaraju umjereni alkalni pH, pa mijenjaju boju lakmusovog papira od crvene do plave.

-Uglavnom su to amini (slabe organske baze).

-Neke su konjugirane baze jakih kiselina.

-Slabe molekularne baze sadrže strukture koje mogu reagirati s H+.

Primjeri

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 x 10-5, pKb = 4,13

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

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

Dušične baze

Dušične baze adenina, gvanina, timina, citozina i uracila slabe su baze s amino skupinama koje su dio nukleotida nukleinskih kiselina (DNA i RNA), gdje se nalazi informacija za nasljednu transmisiju..

Adenin je, na primjer, dio molekula kao što je ATP, glavni rezervoar energije živih bića. Dodatno, adenin je prisutan u koenzimima kao što je flavin adenil dinukleotid (FAD) i nikotin adenil dinukleotid (NAD), koji su uključeni u brojne reakcije oksidacijske redukcije..

Konjugirane baze

Sljedeće slabe baze, ili one koje mogu ispuniti funkciju kao takvu, poredane su u padajućem redu osnovnosti: NH2 > OH- > NH3 > CN- > CH3COO- > F- > NE3- Cl- > Br- > I- ClO4-.

Položaj konjugiranih baza hidrokida u danoj sekvenci ukazuje da što je jača kiselina veća, to će biti niža čvrstoća baze konjugata..

Na primjer, anion I- to je izuzetno slaba baza, dok je NH2 je najjači u seriji.

S druge strane, za zaključak, bazičnost nekih uobičajenih organskih baza može se naručiti na sljedeći način: alkoksid> alifatski amini ≈ fenoksidi> karboksilati = aromatski amini ≈ heterociklički amini.

reference

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija. (8. izdanje). CENGAGE Učenje.
  2. Lleane Nieves M. (24. ožujka 2014.). Kiseline i baze. [PDF]. Preuzeto s: uprh.edu
  3. Wikipedia. (2018.). Slaba baza. Preuzeto s: en.wikipedia.org
  4. Urednički tim (2018.). Čvrstoća baze i konstante osnovne disocijacije. iquimicas. Oporavio se od: iquimicas.com
  5. Chung P. (22. ožujka 2018.). Slabe kiseline i baze. Kemija Libretexts. Preuzeto s: chem.libretexts.org