Nõrgad alused dissotsiatsioon, omadused ja näited

The nõrgad alused need on liigid, millel on vähe kalduvusi elektronide annetamiseks, vesilahustes lahkumiseks või prootonite vastuvõtmiseks. Prism, millega selle omadusi analüüsitakse, on reguleeritud mitme kuulsa teadlase uuringutest.

Näiteks Bronsted-Lowry määratluse kohaselt on nõrk alus selline, mis võtab vastu väga pöörduva (või null) vesiniku iooni H⁺. Vees, selle H-molekul₂Või on see, kes annetab H⁺ ümbritsevale alusele. Kui vee asemel oli nõrk hape HA, võib nõrk alus seda vaevalt neutraliseerida.

Tugev alus ei neutraliseeriks mitte ainult kõiki happesid keskkonnas, vaid võiksid osaleda ka muudes keemilistes reaktsioonides, millel on kahjulikud (ja surmavad) tagajärjed.

Sel põhjusel kasutatakse antatsiididena mõned nõrgad alused, nagu piimagneesium või fosfaatsoolade või naatriumvesinikkarbonaadi tabletid (ülemine pilt).

Kõigil nõrkadel alustel on ühine elektronide paar või molekulis või ioonis stabiliseeritud negatiivne laeng. Seega, CO₃^- see on nõrk baas OH vastu^-; ja see baas, mis toodab vähem OH-d^- selle dissotsiatsioonis (Arrenhiuse määratlus) on see nõrgim alus.

Indeks

• 1 dissotsiatsioon
  • 1.1 Ammoniaak
  • 1.2 Arvutusnäide
• 2 Atribuudid
• 3 Näited
  • 3.1 Amiinid
  • 3.2 Lämmastiku alused
  • 3.3 Konjugeeritud alused
• 4 Viited

Dissotsieerumine

Nõrga aluse võib kirjutada kui BOH või B. On öeldud, et see läbib dissotsiatsiooni, kui järgmised reaktsioonid esinevad vedelas faasis mõlema alusega (kuigi see võib esineda gaasides või isegi tahkes aines):

BOH <=> B⁺ + OH^-

B + H₂O <=> HB⁺ + OH^-

Pange tähele, et kuigi mõlemad reaktsioonid võivad tunduda teistsugused, on neil ühine OH-toodang^-. Lisaks moodustavad kaks dissotsiatsiooni tasakaalu, mistõttu nad on puudulikud; see tähendab, et ainult protsent baasist tegelikult dissotsieerub (mis ei esine tugeva alusega nagu NaOH või KOH).

Esimene reaktsioon on rohkem seotud "Arrenhius" määratlusega aluste puhul: dissotsiatsioon vees, et saada ioonseid liike, eriti hüdroksüülanioon OH^-.

Kuigi teine ​​reaktsioon järgib Bronsted-Lowry määratlust, kuna B on protonando või võtab vastu H⁺ vett.

Samas loetakse kahe reaktsiooni tasakaalustamisel nõrga aluse dissotsiatsioonid.

Ammoniaak

Ammoniaak on ehk kõige levinum nõrk alus. Selle dissotsiatsiooni vees saab skemaatiliselt näidata järgmiselt:

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

Seetõttu NH₃ siseneb "B" -ga esindatud aluste kategooriasse.

Ammoniaagi dissotsiatsioonikonstant, K_b, on antud järgmise väljendiga:

K_b = [NH₄⁺] [OH^-] / [NH₃]

Mis temperatuuril 25 ° C vees on umbes 1,8 x 10^-5. Seejärel arvutatakse oma pK_b teil on:

pK_b = - log K_b

= 4,74

NH dissotsiatsioonis₃ See saab veest prootoni, nii et seda võib Bronsted-Lowry järgi pidada happeks.

Valemi paremal küljel moodustunud sool on ammooniumhüdroksiid, NH₄OH, mis lahustatakse vees ja ei ole midagi muud kui ammoniaagi vesilahus. Sel põhjusel on Arrenhius'e määratlus aluse jaoks täidetud ammoniaagiga: selle vees lahustumine tekitab NH ioone₄⁺ ja OH^-.

NH₃ on võimeline annetama elektronide paari ilma jagamiseta lämmastikuaatomis; see on koht, kus Lewise definitsioon baasile tuleb, [H₃N:].

Arvutusnäide

Nõrga aluse metüülamiini vesilahuse (CH₃NH₂) on järgmine: [CH₃NH₂] enne dissotsiatsiooni = 0,010 M; [CH₃NH₂] pärast dissotsiatsiooni = 0,008 M.

Arvuta K_b, pK_b, pH ja ionisatsiooni protsent.

K_b

Kõigepealt tuleb kirjutada vee dissotsiatsiooni võrrand:

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

Järgmine K matemaatiline väljendus_b 

K_b = [CH₃NH₃⁺] [OH^-] / [CH₃NH₂]

Tasakaalus on täidetud, et [CH₃NH₃⁺] = [OH^-] Need ioonid pärinevad CH dissotsiatsioonist₃NH₂, nii saadakse nende ioonide kontsentratsioon CH-i kontsentratsiooni erinevuse põhjal₃NH₂ enne ja pärast dissotsiatsiooni.

[CH₃NH₂]_{dissotsieerunud} = [CH₃NH₂]_esialgne - [CH₃NH₂]_tasakaalu

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

= 0,002 M

Siis [CH₃NH₃⁺] = [OH^-] = 2 ∙ 10^-3 M

K_b = (2 ∙ 10^-3)² M / (8 ∙ 10^-2) M

= 5 ∙ 10^-4

pK_b

Arvutatud K_b, PK määramine on väga lihtne_b

pK_b = - log Kb

pK_b = - log 5 ∙ 10^-4

= 3,301

pH

PH arvutamiseks, kuna see on vesilahus, tuleb kõigepealt arvutada pOH ja lahutada väärtusele 14:

pH = 14 - pOH

pOH = - log [OH^-]

Ja kuna OH kontsentratsioon on juba teada^-, arvutus on otsene

pOH = -log 2 ∙ 10^-3

= 2,70

pH = 14 - 2,7

= 11,3

Ioniseerimise protsent

Selle arvutamiseks tuleb kindlaks teha, kui palju baasi on eraldatud. Kuna see oli juba eelmistes punktides tehtud, kehtib järgmine võrrand:

([CH₃NH₃⁺] / [CH₃NH₂]^°) x 100%

Kus [CH₃NH₂]^° on aluse algkontsentratsioon ja [CH₃NH₃⁺] selle konjugeeritud happe kontsentratsioon. Seejärel arvutatakse:

Ioniseerimise protsent = (2 ∙ 10^-3 / 1 ∙ 10^-2) x 100%

= 20%

Omadused

-Nõrkade aluste amiinidel on iseloomulik mõru maitse, mis esineb kalades ja mis neutraliseeritakse sidruniga.

-Neil on madal dissotsiatsioonikonstant, mistõttu nad põhjustavad ioonide väikest kontsentratsiooni vesilahuses. Sellepärast ei ole hea elektrijuht.

-Vesilahuses moodustavad nad mõõduka leeliselise pH, nii et nad muudavad lakmuspaberi värvi punasest siniseks.

-Need on enamasti amiinid (nõrgad orgaanilised alused).

-Mõned on tugevate hapete konjugeeritud alused.

-Nõrgad molekulaarsed alused sisaldavad struktuure, mis on võimelised reageerima H-ga⁺.

Näited

Amiinid

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

-Dimetüülamiin (CH₃)₂NH, Kb = 7,4 ∙ 10^-4, pKb = 3,13

-Trimetüülamiin (CH₃)₃N, Kb = 7,4 ∙ 10^-5, pKb = 4,13

-Püridiin, C₅H₅N, Kb = 1,5 ∙ 10^-9, pKb = 8,82

-Aniliin, C₆H₅NH₂, Kb = 4,2 ∙ 10^-10, pKb = 9,32.

Lämmastiku alused

Lämmastiku alused, adeniin, guaniin, tümiin, tsütosiin ja uratsiil, on nõrgad alused aminorühmadega, mis on osa nukleiinhapete nukleiinidest (DNA ja RNA), kus päriliku ülekande informatsioon asub.

Näiteks on adeniin osa sellistest molekulidest nagu ATP, mis on elusolendite peamine energia reservuaar. Lisaks esineb adeniin koensüümides nagu flaviinadenüüldinukleotiid (FAD) ja nikotiinadenüüldinukleotiid (NAD), mis osalevad mitmetes oksüdatsiooni- ja redutseerimisreaktsioonides..

Konjugeeritud alused

Järgmised nõrgad alused või need, mis suudavad täita sellist funktsiooni, on järjestatud järjestuse vähenemise järjekorras: NH₂ > OH^- > NH₃ > CN^- > CH₃COO^- > F^- > EI₃^- > Cl^- > Br^- > I^- > ClO₄^-.

Hüdroksiidide konjugeeritud aluste asukoht antud järjestuses näitab, et mida suurem on happe tugevus, seda madalam on selle konjugeeritud aluse tugevus..

Näiteks anioon I^- see on äärmiselt nõrk alus, samas kui NH₂ on seeria kõige tugevam.

Teisest küljest võib järeldada, et mõnede tavaliste orgaaniliste aluste alusel võib tellida järgmist: alkoksiid> alifaatsed amiinid, fenoksiidid> karboksülaadid = aromaatsed amiinid, heterotsüklilised amiinid.

Viited

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Keemia (8. väljaanne). KESKMINE Õppimine.
2. Lleane Nieves M. (24. märts 2014). Happed ja alused. [PDF] Välja otsitud andmebaasist: uprh.edu
3. Wikipedia. (2018). Nõrk alus. Välja otsitud andmebaasist: en.wikipedia.org
4. Redigeerimismeeskond (2018). Aluse tugevus ja põhiline dissotsiatsioonikonstant. iquimicas. Taastatud: iquimicas.com
5. Chung P. (22. märts 2018). Nõrgad happed ja alused. Keemia Libretexts. Välja otsitud andmebaasist: chem.libretexts.org