Gyenge bázis disszociáció, tulajdonságok és példák

az gyenge bázisok olyan fajok, amelyek kevéssé hajlamosak elektronokat adni, vizes oldatokban disszociálódnak, vagy protonokat fogadnak el. A prizmát, amellyel jellemzi a jellemzőit, a több ismert tudós tanulmányaiból eredő meghatározás szabályozza.

Például a Bronsted-Lowry definíciója szerint egy gyenge bázis olyan, amely nagyon reverzibilis (vagy null) hidrogénionot H elfogad.⁺. Vízben, H molekulájában₂Vagy az, aki adományoz egy H-t⁺ a környező alaphoz. Ha a víz helyett gyenge sav HA, akkor a gyenge bázis alig semlegesítette azt.

Egy erős bázis nemcsak a környezetben lévő összes savat semlegesítené, hanem más kémiai reakciókban is részt vehetne, kedvezőtlen (és halálos) következményekkel.

Ezért gyengén bázisok, mint például tejmagnézium vagy foszfát-sók vagy nátrium-hidrogén-karbonát tabletták, antacidumokként használatosak (felső kép).

Minden gyenge bázisnak van egy közös elektron jelenléte vagy a molekulában vagy ionban stabilizált negatív töltés. Így a CO₃^- gyenge bázis az OH ellen^-; és az a bázis, amely kevesebb OH-t termel^- disszociációjában (Arrenhius meghatározása) ez lesz a leggyengébb bázis.

index

• 1 Szétválasztás
  • 1.1 Ammónia
  • 1.2 Számítási példa
• 2 Tulajdonságok
• 3 Példák
  • 3.1 Aminok
  • 3.2 Nitrogén bázisok
  • 3.3 Konjugált bázisok
• 4 Referenciák

disszociáció

A gyenge bázis BOH-ként vagy B-ként írható le. Azt mondják, hogy disszociáció megy végbe, amikor a következő reakciók folyékony fázisban mindkét bázissal (bár gázokban vagy akár szilárd anyagokban is) fordulhatnak elő:

BOH <=> B⁺ + OH^-

B + H₂O <=> félpanzió⁺ + OH^-

Ne feledje, hogy bár mindkét reakció eltérőnek tűnik, OH-termelésük közös^-. Ezenkívül a két disszociáció egyensúlyt teremt, így hiányosak; azaz a bázisnak csak egy százaléka ténylegesen disszociál (ami nem fordul elő erős bázisokkal, mint például NaOH vagy KOH).

Az első reakció az "Arrenhius" definíciójához kapcsolódik "bázisokhoz": disszociáció a vízben ionos fajok, különösen a hidroxil-anion OH előállítására.^-.

Míg a második reakció a Bronsted-Lowry meghatározását követi, mivel B protonando vagy elfogadja a H-t⁺ vízzel.

Azonban a két reakció, ha egyensúlyt hozunk létre, egy gyenge bázis disszociációjának tekinthető.

ammóniás

Az ammónia talán a leggyakoribb gyenge bázis. A vízben való disszociációja a következő módon vázlatosan vázolható:

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

Ezért az NH₃ belép a "B" -vel képviselt bázisok kategóriájába.

Az ammónia disszociációs állandója, K_b, a következő kifejezést adja:

K_b = [NH₄⁺] [OH^-] / [NH₃]

Amely 25 ° C-on vízben körülbelül 1,8 x 10^-5. Ezután kiszámítjuk a pK értékét_b van:

pK_b = - log K_b

= 4,74

Az NH disszociációjában₃ Ez protonot kap vízből, így a Bronsted-Lowry szerint savként tekinthető víznek.

Az egyenlet jobb oldalán lévő só ammónium-hidroxid, NH₄OH, amely vízben oldódik, és semmi más, mint vizes ammónia. Ez az oka annak, hogy az Arrenhius meghatározása egy bázishoz ammóniával találkozik: vízben való oldódása NH-ionokat eredményez.₄⁺ és OH^-.

Az NH₃ képes adni egy pár elektront a nitrogénatomban lévő megosztás nélkül; ez az a hely, ahol a Lewis egy bázis definíciója jön létre, [H₃N].

Számítási példa

A gyenge bázis metilamin (CH. \ T₃NH₂) a következő: [CH₃NH₂] disszociáció előtt = 0,010 M; [CH₃NH₂] disszociáció után = 0,008 M.

Számítsa ki K-t_b, pK_b, pH és az ionizáció százalékos aránya.

K_b

Először meg kell írni a vízben levő disszociáció egyenletét:

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

Ezután a K matematikai kifejezése_b 

K_b = [CH₃NH₃⁺] [OH^-] / [CH₃NH₂]

Egyensúlyban teljesül, hogy [CH₃NH₃⁺] = [OH^-]. Ezek az ionok a CH disszociációjából származnak₃NH₂, így ezeknek az ionoknak a koncentrációját a CH koncentrációja közötti különbség adja₃NH₂ a disszociáció előtt és után.

[CH₃NH₂]_{elválasztani} = [CH₃NH₂]_kezdeti - [CH₃NH₂]_egyensúly

[CH₃NH₂]_{elválasztani} = 0,01 M - 0,008 M

= 0,002 M

Aztán [CH₃NH₃⁺] = [OH^-] = 2 ∙ 10^-3 M

K_b = (2 ∙ 10^-3)² M / (8 ∙ 10^-2) M

= 5 ∙ 10^-4

pK_b

Számított K_b, Nagyon könnyű meghatározni a pK-t_b

pK_b = - log Kb

pK_b = - log 5 ∙ 10^-4

= 3,301

pH

A pH kiszámításához, mivel ez vizes oldat, a pOH-t először ki kell számítani és levonni 14-re:

pH = 14 - pOH

pOH = - log [OH^-]

És mivel az OH-koncentráció már ismert^-, a számítás közvetlen

pOH = -log 2 ∙ 10^-3

= 2,70

pH = 14 - 2,7

= 11,3

Ionizációs százalék

Ennek kiszámításához meg kell határozni, hogy a bázis mennyire disszociált. Mivel ez már az előző pontokban történt, a következő egyenlet érvényes:

([CH₃NH₃⁺] / [CH₃NH₂]^°) x 100%

Hol [CH₃NH₂]^° a bázis kezdeti koncentrációja, és [CH₃NH₃⁺] a konjugált sav koncentrációja. Ekkor kiszámítjuk:

Ionizációs százalék = (2 ∙ 10^-3 / 1 ∙ 10^-2) x 100%

= 20%

tulajdonságok

-A gyenge bázisok aminok jellegzetes keserű ízűek, halakban vannak jelen, és a citrom használatával semlegesítik.

-Alacsony disszociációs állandójuk van, ezért vizes oldatban alacsony ionkoncentrációt okoznak. Ezért nem jó villamosenergia-vezetők.

-A vizes oldatban mérsékelt lúgos pH-t eredményeznek, így a lakmuspapír színét pirosról kékre változtatják.

-Ezek többnyire aminok (gyenge szerves bázisok).

-Némelyik az erős savak konjugált bázisai.

-A gyenge molekuláris bázisok olyan szerkezeteket tartalmaznak, amelyek képesek H-vel reagálni⁺.

Példák

aminok

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

-Dimetil-amin (CH₃)₂NH, Kb = 7,4 °^-4, pKb = 3,13

-Trimetil-amin (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.

Nitrogén bázisok

Az adenin, a guanin, a timin, a citozin és az uracil nitrogénbázisai gyenge bázisok aminocsoportokkal, amelyek a nukleinsavak (DNS és RNS) nukleotidjai közé tartoznak, ahol az örökletes átvitelre vonatkozó információ található.

Az adenin például az olyan molekulák része, mint az ATP, az élő lények fő energiátartalma. Ezen túlmenően az adenin olyan koenzimekben van jelen, mint a flavin-adenil-dinukleotid (FAD) és a nikotin-adenil-dinukleotid (NAD), amelyek részt vesznek számos oxidációs-redukciós reakcióban.

Konjugált bázisok

A következő gyenge bázisokat vagy olyan funkciókat, amelyek önmagukban képesek ellátni, csökkenő sorrendben rendezik: NH₂ > OH^- > NH₃ > CN^- > CH₃COO^- > F^- > NO₃^- > Cl^- > Br^- > I^- > ClO₄^-.

A hidridek konjugált bázisainak elhelyezkedése az adott szekvenciában azt jelzi, hogy minél nagyobb a sav erőssége, annál kisebb lesz a konjugált bázis szilárdsága..

Például az I anion^- ez egy rendkívül gyenge bázis, míg az NH₂ a sorozat legerősebb.

Másrészről, a következtetést véve, egyes szokásos szerves bázisok alapossága a következő módon rendelhető: alkoxid> alifás aminok, fenoxidok> karboxilátok = aromás aminok ines heterociklusos aminok.

referenciák

1. Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
2. Lleane Nieves M. (2014. március 24.). Savak és bázisok. [PDF]. Lap forrása: uprh.edu
3. Wikipedia. (2018). Gyenge bázis. Lap forrása: en.wikipedia.org
4. Szerkesztői csapat (2018). A bázis szilárdsága és az alapvető disszociációs állandó. iquimicas. Helyreállítás: iquimicas.com
5. Chung P. (2018. március 22.). Gyenge savak és bázisok. Kémia Libretexts. Lap forrása: chem.libretexts.org