- štiepenie
- amoniak
- Príklad výpočtu
- K b
- pK b
- pH
- Percento ionizácie
- vlastnosti
- Príklady
- amíny
- Dusíkové bázy
- Konjugátové bázy
- Referencie
Tieto slabé bázy sú druhy s malým sklonom k darovať elektróny disociácii vo vodnom roztoku, alebo prijímanie protónov. Hranol, s ktorým sa analyzujú jeho vlastnosti, sa riadi definíciou vyplývajúcou zo štúdií niekoľkých známych vedcov.
Napríklad podľa Bronsted-Lowryho definície je slabá báza tá, ktorá prijíma vodíkový ión H + veľmi reverzibilným (alebo nulovým) spôsobom . Vo vode, jej H 2 O molekuly je tá, ktorá daruje H + na okolité základni. Keby to bol namiesto vody slabý kyslý HA, slabá báza by ho ťažko mohla neutralizovať.
Zdroj: Midnightcomm z Wikimedia Commons
Silná báza by nielen neutralizovala všetky kyseliny v prostredí, ale mohla by sa zúčastňovať aj iných chemických reakcií s nepriaznivými (a smrteľnými) následkami.
Z tohto dôvodu sa ako antacidá používajú niektoré slabé zásady, ako napríklad mliečna magnézia alebo fosfátové soli alebo tablety hydrogenuhličitanu sodného (horný obrázok).
Všetky slabé bázy majú spoločné prítomnosť elektrónového páru alebo stabilizovaného negatívneho náboja na molekule alebo ióne. Tak, CO 3 - je slabá báza v porovnaní s OH - ; a báza, ktorá vytvára najmenej OH - v disociácii (definícia Arrenhius) bude najslabšou bázou.
štiepenie
Slabú bázu je možné písať ako BOH alebo B. Hovorí sa, že podlieha disociácii, keď nastanú nasledujúce reakcie s obidvomi bázami v kvapalnej fáze (hoci sa môžu vyskytovať v plynoch alebo dokonca v tuhých látkach):
BOH <=> B + + OH -
B + H 2 O <=> HB + + OH -
Všimnite si, že hoci obe reakcia môže vyzerať inak, majú produkciu OH - jedno spoločné . Okrem toho tieto dve disociácie vytvárajú rovnováhu, takže sú neúplné; to znamená, že iba percento bázy sa skutočne disociuje (čo sa nestane so silnými bázami, ako je NaOH alebo KOH).
Prvá reakcia „zapadá“ bližšie k definícii Arrenhiovej bázy: disociácia vo vode za vzniku iónových druhov, najmä hydroxylového aniónu OH - .
Zatiaľ čo druhá reakcia sa riadi Bronsted-Lowryho definíciou, pretože B je protonizovaný alebo prijíma H + z vody.
Obe reakcie, keď nastanú rovnováhu, sa však považujú za slabé disociácie báz.
amoniak
Amoniak je možno najbežnejšou slabou základňou všetkých. Jeho disociácia vo vode môže byť naznačená nasledovne:
NH 3 (aq) + H 2 O (l) <=> NH 4 + (aq) + OH - (aq)
Preto NH 3 patrí do kategórie báz predstavovaných „B“.
Amoniak Disociačná konštanta, K b , je daný nasledujúcim výrazom:
K b = /
Ktorý pri 25 ° C vo vode je asi 1,8 x 10-5 . Pri výpočte jeho pK b máme:
pK b = - log K b
= 4,74
V disociácia NH 3, prijíma protón z vody, takže voda môže byť považovaná ako kyselina podľa Bronstedovy-Lowry.
Soľ vytvorená na pravej strane rovnice je hydroxid amónny, NH 4 OH, ktorý sa rozpustí vo vode a nie je nič iné ako vodného amoniaku. Je to z toho dôvodu, že definícia Arrenhius na základňu je splnená s amoniakom: jej rozpustenie vo vode produkuje ióny NH 4 + a OH - .
NH 3 je schopná poskytovať dvojicu odsdíleného elektrónov nachádzajúcich sa na atómu dusíka; Tu prichádza Lewisova definícia základne.
Príklad výpočtu
Koncentrácia vodného roztoku slabej bázy metylamín (CH 3 NH 2 ) je nasledujúci: Pred disociačná = 0,010 M; po disociácii = 0,008 M.
Vypočítať K b , pK b , pH a percentá ionizácie.
K b
Najprv musí byť napísaná rovnica jej disociácie vo vode:
CH 3 NH 2 (aq) + H 2 O (l) <=> CH 3 NH 3 + (aq) + OH - (aq)
Po matematickom vyjadrení K b
K b = /
V rovnováhe. Tieto ióny pochádzajú z disociácie CH 3 NH 2 , tak, že koncentrácia týchto iónov je daný rozdielom medzi koncentráciou CH 3 NH 2 pred a po disociácia.
disociovaný = počiatočný - rovnovážny
disociovaný = 0,01 M - 0,008 M
= 0,002 M
Takže = = 2 - 10-3 M
K b = (2 ∙ 10 -3 ) 2 M / (8 ∙ 10 -2 ) M
= 5 x 10-4
pK b
Počíta K b , to je veľmi ľahké určiť pK b
pK b = - log Kb
pK b = - log 5 ∙ 10-4
= 3,011
pH
Na výpočet pH, pretože sa jedná o vodný roztok, sa musí najprv vypočítať pOH a odpočítať od 14:
pH = 14 - pOH
pOH = - log
A pretože OH - koncentrácia je už známe , výpočet je jednoduchý
pOH = -log2 = 10-3
= 2,70
pH = 14 - 2,7
= 11,3
Percento ionizácie
Na jej výpočet je potrebné určiť, koľko bázy bolo disociované. Keďže sa to už urobilo v predchádzajúcich bodoch, platí táto rovnica:
(/ ° ) x 100%
Kde ° je počiatočná koncentrácia bázy a koncentrácia jej konjugovanej kyseliny. Výpočet potom:
Percentuálna ionizácia = (2 ∙ 10 -3 / 1 ∙ 10 -2 ) x 100%
= 20%
vlastnosti
- Slabé amínové bázy majú charakteristickú horkú chuť, sú prítomné v rybách a ktoré sa neutralizujú pomocou citróna.
- majú nízku disociačnú konštantu, a preto spôsobujú nízku koncentráciu iónov vo vodnom roztoku. Z tohto dôvodu nie sú dobrými vodičmi elektriny.
- Vo vodnom roztoku majú mierne zásadité pH, a preto menia farbu lakmusového papiera z červenej na modrú.
- Väčšinou ide o amíny (slabé organické zásady).
- Niektoré sú konjugované bázy silných kyselín.
- Slabé molekulárne bázy obsahujú štruktúry schopné reakcie s H + .
Príklady
amíny
Metylamín, CH 3 NH 2 , Kb = 5,0 ∙ 10 -4 , PKB = 3,30
Dimetylamín, (CH 3 ) 2 NH, Kb = 7,4 ∙ 10 -4 , PKB = 3,13
-Trimethylamine, (CH 3 ) 3 N, Kb = 7,4 ∙ 10 -5 , PKB = 4,13
Pyridín, C 5 H 5 N, Kb = 1,5 ∙ 10 -9 , PKB = 8,82
Anilín, C 6 H 5 NH 2 , Kb = 4,2 x 10 -10 , PKB = 9,32.
Dusíkové bázy
Dusíkaté bázy adenín, guanín, tymín, cytozín a uracil sú slabé bázy s aminoskupinami, ktoré sú súčasťou nukleotidov nukleových kyselín (DNA a RNA), kde sa nachádzajú informácie o dedičnom prenose.
Napríklad adenín je súčasťou molekúl, ako je ATP, hlavný energetický rezervoár živých bytostí. Ďalej je adenín prítomný v koenzýmoch, ako je flavín adenyldinukleotid (FAD) a nikotín adenyldinukleotid (NAD), ktoré sa zúčastňujú mnohých reakcií redukcie oxidov.
Konjugátové bázy
Nasledujúce slabé zásady, alebo že môže plniť funkciu ako také, sú usporiadané v zostupnom poradí Bázicita: NH 2 > OH - > NH 3 > CN - > CH 3 COO - > F - > NO 3 - > Cl - > Br - > I - > ClO 4 - .
Umiestnenie konjugovaných báz hydracidov v danej sekvencii naznačuje, že čím väčšia je sila kyseliny, tým nižšia je sila jej konjugovanej bázy.
Napríklad anión Aj - je veľmi slabá báza, pričom NH 2 je najsilnejší v rade.
Na druhej strane, nakoniec, zásaditosť niektorých bežných organických báz môže byť usporiadaná nasledujúcim spôsobom: alkoxid> alifatické amíny ≈ fenoxidy> karboxyláty = aromatické amíny ≈ heterocyklické amíny.
Referencie
- Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Learning.
- Lleane Nieves M. (24. marca 2014). Kyseliny a zásady. , Získané z: uprh.edu
- Wikipedia. (2018). Slabá základňa. Obnovené z: en.wikipedia.org
- Redakčný tím. (2018). Základná sila a základná disociačná konštanta. chemická. Obnovené z: iquimicas.com
- Chung P. (22. marca 2018). Slabé kyseliny a zásady. Chemistry Libretexts. Obnovené z: chem.libretexts.org