СЛАБИ ОСНОВИ: ДИСОЦИАЦИЯ, СВОЙСТВА И ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

На слаби основи са видове с малка тенденция да дари електрони разпадат във водни разтвори, или приемане на протони. Призмата, с която се анализират нейните характеристики, се управлява от определението, произтичащо от проучванията на няколко известни учени.

Например, според определението на Бронстед-Лоури, слаба основа е тази, която приема водороден йон Н ⁺ по много обратим (или нулев) начин. Във водата неговата молекула H ₂ O е тази, която дарява Н ⁺ на заобикалящата го основа. Ако вместо вода това беше слаба киселина НА, тогава слабата основа трудно би могла да я неутрализира.

Източник: Midnightcomm, от Wikimedia Commons

Силната основа не само ще неутрализира всички киселини в околната среда, но би могла да участва и в други химически реакции с неблагоприятни (и фатални) последици.

Поради тази причина някои слаби основи, като млечна магнезия или таблетки с фосфатни соли или натриев бикарбонат, се използват като антиациди (горно изображение).

Всички слаби бази имат общо присъствието на електронна двойка или стабилизиран отрицателен заряд върху молекулата или йона. По този начин, CO ₃ ^- е слаба база в сравнение с OH ^-; а основата, която произвежда най-малко ОН ^- в дисоциацията си (определение на Арренхий) ще бъде най-слабата база.

дисоциация

Слаба основа може да бъде написана като BOH или B. Казва се, че е подложена на дисоциация, когато се появят следните реакции с двете основи в течната фаза (въпреки че може да възникне в газове или дори в твърди частици):

BOH <=> B ⁺ + OH ^-

B + H ₂ O <=> HB ⁺ + OH ^-

Обърнете внимание, че макар и двете реакции да изглеждат различни, те имат образуването на ОН ^- общо. Освен това двете дисоциации установяват равновесие, така че те са непълни; тоест само процент от базата всъщност се разделя (което не се случва със силни основи като NaOH или KOH).

Първата реакция "се вписва" по-тясно с дефиницията на Арренхий за бази: дисоциация във вода, за да се получат йонни видове, особено хидроксил анион ОН ^-.

Има предвид, че втората реакция, се подчинява на дефиницията на Брьонстед-Лаури, тъй Б се протонизира или приема Н ⁺ от вода.

Двете реакции обаче, когато установят равновесие, се считат за слаба основна дисоциация.

амоняк

Амонякът е може би най-често срещаната слаба основа от всички. Дисоциацията му във вода може да бъде очертана, както следва:

NH ₃ (воден) + H ₂ O (л) <=> NH ₄ ⁺ (вод) + OH ^- (вод)

Следователно NH ₃ попада в категорията бази, представени с „B“.

Константата на дисоциация амоняк, К _б, се определя по следната формула:

K _b = /

Което при 25 ° C във вода е около 1,8 x 10 ^-5. Изчислявайки тогава нейното pK _b, имаме:

pK _b = - log K _b

= 4.74

При дисоциацията на NH3 , той получава протон от вода, така че водата може да се счита за киселина според Bronsted-Lowry.

Солта, образувана от дясната страна на уравнение е амониев хидроксид, NH ₄ ОН, който се разтваря във вода и е нищо повече от воден разтвор на амоняк. Поради тази причина определението на Аренхий за база е изпълнено с амоняк: разтварянето му във вода произвежда йони NH ₄ ⁺ и OH ^-.

NH ₃ е способен на даряване чифт несподелени електрони разположени на азотния атом; От тук идва дефиницията на Люис за база,.

Пример за изчисление

Концентрацията на водния разтвор на слаба основа метиламин (CH ₃ NH ₂) е както следва: преди дисоциация = 0.010 М; след дисоциация = 0,008 М.

Изчислете K _b, pK _b, pH и процент на йонизация.

К _б

Първо трябва да се напише уравнението на неговата дисоциация във вода:

CH ₃ NH ₂ (вод) + H ₂ O (л) <=> СН ₃ NH ₃ ⁺ (вод) + OH ^- (вод)

Следвайки математическия израз на K _b

K _b = /

В равновесие, =. Тези йони са от дисоциацията на СН ₃ NH ₂, така че концентрацията на тези йони се дава от разликата между концентрацията на СН ₃ NH ₂ преди и след дисоцииране.

_{дисоцииран} = _{начален} - _{равновесен}

_{дисоцииран} = 0,01 М - 0,008 М

= 0,002 М

Значи, = = 2 ∙ 10 ^-3 M

K _b = (2 ∙ 10 ^-3) ² M / (8 ∙ 10 ^-2) M

= 5 ∙ 10 ^-4

pK _b

Изчислено K _b, много лесно е да се определи pK _b

pK _b = - log Kb

pK _b = - лог 5 ∙ 10 ^-4

= 3,301

рН

За да се изчисли рН, тъй като това е воден разтвор, pOH първо трябва да се изчисли и извади от 14:

рН = 14 - рОН

pOH = - лог

И тъй като ОН ^- концентрацията вече е известна, изчислението е ясно

pOH = -log 2 ∙ 10 ^-3

= 2.70

pH = 14 - 2,7

= 11.3

Процент йонизация

За да се изчисли, трябва да се определи каква част от базата е била разединена. Тъй като това вече беше направено в предишните точки, се прилага следното уравнение:

(/ ^°) х 100%

Където ^° е началната концентрация на основата и концентрацията на нейната конюгирана киселина. Изчисляване след това:

Процент йонизация = (2 ∙ 10 ^-3 / 1 ∙ 10 ^-2) x 100%

= 20%

Имоти

-Слабите аминови основи имат характерен горчив вкус, присъстващ в рибата и който се неутрализира с употребата на лимон.

-Те имат ниска константа на дисоциация, поради което причиняват ниска концентрация на йони във воден разтвор. Поради тази причина не са добри проводници на електричество.

-В воден разтвор те произлизат с умерено алкално pH, поради което променят цвета на лакмусовата хартия от червен до син.

-В повечето случаи това са амини (слаби органични основи).

-Някои са конюгираните основи на силните киселини.

-Слабите молекулни основи съдържат структури, способни да реагират с Н ⁺.

Примери

Амини

-Метиламин, СН ₃ NH ₂, Kb = 5,0 ∙ 10 ^-4, рКЬ = 3.30

-Диметиламин, (СН ₃) _2, NH, Kb = 7.4 ∙ 10 ^-4, рКЬ = 3.13

-Trimethylamine, (СН ₃) ₃ N, Kb = 7.4 ∙ 10 ^-5, рКЬ = 4.13

-Пиридин, С, ₅ Н ₅ N, Kb = 1.5 ∙ 10 ^-9, рКЬ = 8.82

-Анилин, С ₆ Н ₅ NH ₂, Kb = 4.2 * 10 ^-10, рКЬ = 9.32.

Азотни основи

Азотните основи аденин, гуанин, тимин, цитозин и урацил са слаби бази с амино групи, които са част от нуклеотидите на нуклеиновите киселини (ДНК и РНК), където информацията за наследствено предаване се намира.

Аденинът например е част от молекули като АТФ, основният енергиен резервоар на живите същества. Освен това, аденинът присъства в коензими като флавин-аденил-динуклеотид (FAD) и никотин-аденил-динуклеотид (NAD), които участват в множество реакции за редукция на оксида.

Конюгиращи основи

Следното слаби бази, или че може да изпълнява функция като такива, са подредени в низходящ ред на алкалност: NH ₂ > OH ^- > NH ₃ > CN ^- > СН ₃ COO ^- > F ^- > NO ₃ ^- > Cl ^- > Br ^- > I ^- > ClO ₄ ^-.

Разположението на конюгатните основи на хидрацидите в дадената последователност показва, че колкото по-голяма е силата на киселината, толкова по-ниска е силата на нейната конюгатна основа.

Например, анионът I ^- е изключително слаба база, докато NH ₂ е най-силната в серията.

От друга страна, за да завършим, основността на някои общи органични основи може да бъде подредена по следния начин: алкоксид> алифатни амини ≈ феноксиди> карбоксилати = ароматни амини ≈ хетероциклични амини.

Препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
2. Lleane Nieves M. (24 март 2014 г.). Киселини и основи., Възстановени от: uprh.edu
3. Wikipedia. (2018). Слаба основа. Възстановено от: en.wikipedia.org
4. Редакционен екип. (2018). Базова сила и основна константа на дисоциация. химикал. Възстановени от: iquimicas.com
5. Чунг П. (22 март 2018 г.). Слаби киселини и основи. Химия Libretexts. Възстановено от: chem.libretexts.org