Слабые основания диссоциации, свойства и примеры

слабые основания они являются видами с небольшой склонностью жертвовать электроны, диссоциировать в водных растворах или принимать протоны. Призма, с которой анализируются ее характеристики, определяется определением, полученным в результате исследований нескольких известных ученых..

Например, согласно определению Бренстеда-Лоури, слабое основание - это основание, которое принимает очень обратимый (или нулевой) ион водорода H⁺. В воде его молекула Н₂Или тот, который жертвует H⁺ на окружающую базу. Если бы вместо воды была слабая кислотная ГК, то слабое основание едва могло ее нейтрализовать.

Сильное основание не только нейтрализует все кислоты в окружающей среде, но также может участвовать в других химических реакциях с неблагоприятными (и смертельными) последствиями..

По этой причине в качестве антацидов используются некоторые слабые основания, такие как молочная магнезия или таблетки фосфатных солей или бикарбонат натрия (верхнее изображение)..

Все слабые основания имеют общее присутствие пары электронов или отрицательного заряда, стабилизированного в молекуле или ионе. Таким образом, СО₃^- это слабое основание против ОН^-; и та основа, которая производит меньше ОН^- в его диссоциации (определение Арренхия) это будет самая слабая база.

индекс

• 1 Диссоциация
  • 1.1 Аммиак
  • 1.2 Пример расчета
• 2 свойства
• 3 примера
  • 3.1 Амины
  • 3.2 Азотистые основания
  • 3.3 Сопряженные основания
• 4 Ссылки

диссоциация

Слабое основание можно записать как BOH или B. Говорят, что оно подвергается диссоциации, когда следующие реакции происходят в жидкой фазе с обоими основаниями (хотя это может происходить в газах или даже твердых веществах):

ВОН <=> В⁺ + Огайо^-

B + H₂О <=> HB⁺ + Огайо^-

Обратите внимание, что хотя обе реакции могут показаться разными, они имеют общую продукцию ОН^-. Кроме того, две диссоциации устанавливают баланс, поэтому они неполны; то есть, только процент основания фактически диссоциирует (что не происходит с сильными основаниями, такими как NaOH или KOH).

Первая реакция более «привязана» к определению арренхиевых оснований: диссоциация в воде приводит к образованию ионных частиц, особенно гидроксильного аниона ОН^-.

В то время как вторая реакция подчиняется определению Бренстеда-Лоури, так как B протонандо или принимает H⁺ воды.

Тем не менее, две реакции, при установлении баланса, рассматриваются как диссоциации слабого основания.

аммиачный

Аммиак, пожалуй, самая распространенная слабая основа из всех. Его диссоциация в воде может быть схематизирована следующим образом:

Нью-Гемпшир₃ (ac) + H₂O (l)   <=>   Нью-Гемпшир₄⁺ (ac) + OH^- (Aq)

Следовательно, NH₃ входит в категорию баз, представленных буквой 'B'.

Константа диссоциации аммиака, К_б, дается следующим выражением:

К_б = [NH₄⁺] [ОН^-] / [NH₃]

Который при 25 ° С в воде составляет примерно 1,8 х 10^-5. Расчет тогда ваш рк_б у вас есть:

рк_б = - log K_б

= 4,74

При диссоциации NH₃ Он получает протон из воды, поэтому, согласно Бронстеду-Лоури, он может рассматриваться как вода как кислота..

Соль, образованная в правой части уравнения, представляет собой гидроксид аммония, NH₄ОН, который растворяется в воде и является ничем иным, как водным аммиаком. Именно по этой причине определение арренхиуса для основания соответствует аммиаку: его растворение в воде приводит к образованию ионов NH₄⁺ и ОН^-.

NH₃ способен пожертвовать пару электронов без обмена, находящихся в атоме азота; вот где приходит определение Льюиса для базы, [H₃N].

Пример расчета

Концентрация водного раствора слабого основания метиламина (СН₃Нью-Гемпшир₂) является следующим: [CH₃Нью-Гемпшир₂] до диссоциации = 0,010 М; [СН₃Нью-Гемпшир₂] после диссоциации = 0,008 М.

Рассчитать К_б, рк_б, pH и процент ионизации.

К_б

Сначала уравнение его диссоциации в воде должно быть записано:

СН₃Нью-Гемпшир₂ (ac) + H₂O (l)    <=>     СН₃Нью-Гемпшир₃⁺ (ac) + OH^- (Aq)

Далее из математического выражения К_б 

К_б = [CH₃Нью-Гемпшир₃⁺] [ОН^-] / [CH₃Нью-Гемпшир₂]

В равновесии выполняется, что [CH₃Нью-Гемпшир₃⁺] = [ОН^-]. Эти ионы происходят от диссоциации СН₃Нью-Гемпшир₂, поэтому концентрация этих ионов определяется разностью концентраций СН₃Нью-Гемпшир₂ до и после диссоциации.

[СН₃Нью-Гемпшир₂]_{диссоциирует} = [CH₃Нью-Гемпшир₂]_{начальная} - [СН₃Нью-Гемпшир₂]_баланс

[СН₃Нью-Гемпшир₂]_{диссоциирует} = 0,01 М - 0,008 М

= 0,002 М

Затем [CH₃Нью-Гемпшир₃⁺] = [ОН^-] = 2 ∙ 10^-3 M

К_б = (2 ∙ 10^-3)² М / (8 ∙ 10^-2) М

= 5 ∙ 10^-4

рк_б

Расчетный К_б, Очень легко определить pK_б

рк_б = - log Kb

рк_б = - журнал 5 ∙ 10^-4

= 3301

pH

Чтобы рассчитать pH, поскольку он представляет собой водный раствор, сначала необходимо рассчитать pOH и вычесть до 14:

pH = 14 - рОН

рОН = - log [OH^-]

И как концентрация ОН уже известна^-, расчет прямой

pOH = -log 2 ∙ 10^-3

= 2,70

рН = 14 - 2,7

= 11,3

Процент ионизации

Чтобы рассчитать его, необходимо определить, какая часть основания была диссоциирована. Поскольку это уже было сделано в предыдущих пунктах, применяется следующее уравнение:

([СН₃Нью-Гемпшир₃⁺] / [CH₃Нью-Гемпшир₂]^°) х 100%

Где [CH₃Нью-Гемпшир₂]^° начальная концентрация основания, а [СН₃Нью-Гемпшир₃⁺] концентрация его сопряженной кислоты. Расчет тогда:

Процент ионизации = (2 ∙ 10^-3 / 1 ∙ 10^-2) х 100%

= 20%

свойства

-Амины слабых оснований имеют характерный горький вкус, присутствующий в рыбе и нейтрализуемый с помощью лимона..

-Они имеют низкую константу диссоциации, поэтому они вызывают низкую концентрацию ионов в водном растворе. По этой причине не является хорошим проводником электричества.

-В водном растворе они дают умеренный щелочной рН, поэтому они меняют цвет лакмусовой бумаги с красного на синий.

-В основном это амины (слабые органические основания).

-Некоторые сопряженные основания сильных кислот.

-Слабые молекулярные основания содержат структуры, способные реагировать с Н⁺.

примеров

амины

-Метиламин, СН₃Нью-Гемпшир₂, КБ = 5,0 ∙ 10^-4, pKb = 3,30

-Диметиламин, (СН₃)₂NH, Kb = 7,4 ∙ 10^-4, pKb = 3,13

-Триметиламин, (СН₃)₃N, Кб = 7,4 ∙ 10^-5, pKb = 4,13

-Пиридин, C₅H₅N, Кб = 1,5 ∙ 10^-9, pKb = 8,82

-Анилин, С₆H₅Нью-Гемпшир₂, Кб = 4,2 ∙ 10^-10, pKb = 9,32.

Азотистые основания

Азотистые основания аденин, гуанин, тимин, цитозин и урацил являются слабыми основаниями с аминогруппами, которые являются частью нуклеотидов нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), где находится информация для наследственной передачи.

Например, аденин входит в состав таких молекул, как АТФ, основной резервуар энергии живых существ. Кроме того, аденин присутствует в коферментах, таких как флавин-аденил-динуклеотид (FAD) и никотин-аденил-динуклеотид (NAD), которые участвуют в многочисленных реакциях окисления-восстановления..

Сопряженные основания

Следующие слабые основания, или которые могут выполнять функцию как таковую, упорядочены в порядке убывания основности: NH₂ > ОН^- > NH₃ > CN^- > CH₃COO^- > F^- > НЕТ₃^- > Cl^- > Br^- > Я^- > ClO₄^-.

Расположение конъюгатных оснований гидроцидов в данной последовательности указывает на то, что чем больше прочность кислоты, тем ниже будет прочность ее сопряженного основания..

Например, анион I^- это чрезвычайно слабая база, в то время как NH₂ самый сильный в серии.

С другой стороны, можно заключить, что основность некоторых общих органических оснований можно упорядочить следующим образом: алкоксид> алифатические амины - феноксиды> карбоксилаты = ароматические амины - гетероциклические амины.

ссылки

1. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия. (8-е изд.). CENGAGE Learning.
2. Ллин Нивес М. (24 марта 2014 г.). Кислоты и основания. [PDF]. Получено от: uprh.edu
3. Wikipedia. (2018). Слабая база. Получено с: en.wikipedia.org
4. Редакционная команда (2018). Сила основания и основная константа диссоциации. iquimicas. Восстановлено с: iquimicas.com
5. Чунг П. (22 марта 2018 г.). Слабые кислоты и основания. Химия Libretexts. Получено от: chem.libretexts.org