בסיסים חלשים דיסוציאציה, מאפיינים ודוגמאות

ה בסיסים חלשים הם מינים עם נטייה קטנה לתרום אלקטרונים, לנתק פתרונות מימיים, או לקבל פרוטונים. המנסרה שבה מנותחים מאפייניה נשלטת על ידי ההגדרה של מחקרים של כמה מדענים מפורסמים.

לדוגמה, על פי ההגדרה ברונסטד לורי, בסיס חלש הוא אחד שמקבל היפוך מאוד (או ריק) יון מימן H⁺. במים, מולקולה H שלה₂או הוא זה התורם ח⁺ אל הבסיס הסובב. אם במקום מים היה חומצה חלשה, אז הבסיס החלש בקושי הצליח לנטרל אותו.

בסיס חזק לא רק לנטרל את כל החומצות בסביבה, אבל יכול גם להשתתף תגובות כימיות אחרות עם השלכות שליליות (וקטלני).

מסיבה זו כמה בסיסים חלשים, כגון מגנזיה חלב, או טבליות של מלחי פוספט או נתרן ביקרבונט, משמשים antacids (תמונה עליונה).

כל בסיסים חלשים יש במשותף נוכחות של זוג אלקטרונים או מטען שלילי התייצב המולקולה או יון. לפיכך,₃^- זה בסיס חלש נגד OH^-; וכי הבסיס מייצר פחות OH^- בדיסוציאציה שלה (הגדרה של Arrenhius) זה יהיה הבסיס החלש ביותר.

אינדקס

• 1 דיסוציאציה
  • 1.1 אמוניה
  • 1.2 דוגמה לחישוב
• 2 מאפיינים
• 3 דוגמאות
  • 3.1 אמינים
  • 3.2 בסיסים חנקניים
  • 3.3 בסיסים משועבדים
• 4 הפניות

דיסוציאציה

בסיס חלש יכול להיות כתוב כמו BOH או B. נאמר כי הוא עובר דיסוציאציה כאשר התגובות הבאות מתרחשות בשלב נוזלי עם שני בסיסים (אם כי זה יכול להתרחש גזים או אפילו מוצקים):

BOH <=> ב⁺ + הו^-

B + H₂הו <=> HB⁺ + הו^-

שים לב כי למרות שתי התגובות אולי נראה שונה, יש להם OH ייצור משותף^-. בנוסף, שתי הדיסוציאציות קובעות איזון, ולכן הן אינן שלמות; כלומר, רק אחוז מהבסיס למעשה disociates (אשר לא מתרחשת עם בסיסים חזקים כגון NaOH או KOH).

התגובה הראשונה היא יותר "המצורפת" להגדרת Arrenhius עבור הבסיסים: ניתוק במים כדי לתת מינים יוניים, במיוחד אניון hydroxyl OH^-.

בעוד התגובה השנייה מצייתת להגדרה של ברונסטד-לורי, מכיוון ש- B הוא protonando או מקבלת H⁺ של מים.

עם זאת, שתי התגובות, בעת קביעת האיזון, נחשבות לדיסוציאציות של בסיס חלש.

אמוניה

אמוניה היא אולי הבסיס החלש ביותר מכל. הדיסוציאציה שלה במים יכולה להיות מתמטית בדרך הבאה:

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

לכן, NH₃ נכנס לקטגוריה של בסיסים המיוצגים עם 'B'.

קבוע הדיסוציאציה של אמוניה, ק_.ב, ניתנת על ידי הביטוי הבא:

K_.ב = [NH₄⁺] [אוה^-] / [NH₃]

אשר על 25 מעלות צלזיוס במים הוא כ 1.8 x 10^-5. חישוב אז pK שלך_.ב יש לך:

pK_.ב = - יומן K_.ב

= 4.74

בדיסוציאציה של NH₃ זה מקבל פרוטון מן המים, ולכן זה יכול להיחשב מים כחומצה על פי ברונסטד-לורי.

המלח שנוצר בצד ימין של המשוואה הוא אמוניום הידרוקסיד, NH₄OH, אשר מומס במים אינו אלא אמוניה מימית. מסיבה זו ההגדרה של ארנהיוס לבסיס נפגשת עם אמוניה: התפרקותה במים מייצרת NH יונים₄⁺ ו OH^-.

NH₃ הוא מסוגל לתרום זוג אלקטרונים ללא שיתוף הממוקם אטום חנקן; זה המקום שבו ההגדרה לואיס עבור בסיס מגיע, [H₃N].

דוגמה לחישוב

הריכוז של תמיסת מימית של מתילמין בסיס חלש (CH₃NH₂) הוא: [CH₃NH₂] לפני דיסוציאציה = 0.010 M; [CH₃NH₂] לאחר דיסוציאציה = 0.008 M.

חישוב K_.ב, pK_.ב, pH ואחוז יינון.

K_.ב

ראשית יש לכתוב את המשוואה של הדיסוציאציה שלה במים:

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

הבא של הביטוי המתמטי של K_.ב 

K_.ב = [CH₃NH₃⁺] [אוה^-] / [CH₃NH₂]

בשיווי משקל הוא מתקיים כי [CH₃NH₃⁺] = [OH^-] יונים אלה באים דיסוציאציה של CH₃NH₂, כך ריכוז יונים אלה ניתנת על ידי ההבדל בין הריכוז של CH₃NH₂ לפני ואחרי דיסוציאציה.

[CH₃NH₂]_מנותק = [CH₃NH₂]_{הראשונית} - [CH₃NH₂]_מאזן

[CH₃NH₂]_מנותק 0.01 M - 0.008 M

= 0.002 M

לאחר מכן, [CH₃NH₃⁺] = [OH^-] = 2 ∙ 10^-3 M

K_.ב = (2 ∙ 10^-3)² M / (8 ∙ 10^-2) ז

= 5 ∙ 10^-4

pK_.ב

מחושב K_.ב, זה מאוד קל לקבוע pK_.ב

pK_.ב = - יומן Kb

pK_.ב = - log 5 ∙ 10^-4

= 3,301

pH

כדי לחשב את ה- pH, שכן הוא פתרון מימי, pOH חייב להיות מחושב הראשון ו מחסר ל 14:

pH = 14 - pOH

pOH = - יומן [OH^-]

וכמו הריכוז OH כבר ידוע^-, החישוב הוא ישיר

pOH = -log 2 ∙ 10^-3

= 2.70

pH = 14 - 2.7

= 11.3

אחוז יינון

כדי לחשב את זה, זה חייב להיות נקבע כמה הבסיס כבר ניתק. כפי שכבר נעשה בנקודות הקודמות, המשוואה הבאה חלה:

([CH₃NH₃⁺] / [CH₃NH₂]^°) x 100%

איפה [CH₃NH₂]^° הוא הריכוז הראשוני של הבסיס, ו- [CH₃NH₃⁺] את הריכוז של חומצה מצומדת שלה. ואז חישוב:

אחוז היוניזציה = (2 ∙ 10)^-3 / 1 ∙ 10^-2) x 100%

= 20%

מאפיינים

-בסיסים החלשים יש אופי מריר, קיים בדגים ונטרל בשימוש בלימון.

-יש להם קבוע דיסוציאציה נמוכה, ולכן הם גורמים ריכוז נמוך של יונים תמיסה מימית. לא להיות, מסיבה זו, מנצחים טובים של חשמל.

-בפתרון מימי הם מייצרים pH אלקליין מתון, ולכן הם משנים את צבע נייר הלקמוס מאדום לכחול.

-הם בעיקר אמינים (בסיסים אורגניים חלשים).

-חלקם הם בסיסים מצומדות של חומצות חזקות.

-הבסיסים המולקולריים החלשים מכילים מבנים המסוגלים להגיב עם H⁺.

דוגמאות

Amines

-מתילאמין, CH₃NH₂, Kb = 5.0 ∙ 10^-4, pKb = 3.30

-Dimethylamine, (CH₃)₂NH, Kb = 7.4 ∙ 10^-4, pKb = 3.13

-Trimethylamine, (CH₃)₃N, Kb = 7.4 ∙ 10^-5, pKb = 4.13

-Pyridine, C₅ח₅N, Kb = 1.5 ∙ 10^-9, pKb = 8.82

-אנילין, ג₆ח₅NH₂, Kb = 4.2 ∙ 10^-10, pKb = 9.32.

בסיסים חנקניים

אדנין הבסיסים החנקניים, גואנין, תימין, ציטוזין אורציל הם בסיסים חלשים עם קבוצות האמין שהן חלק נוקלאוטידים של חומצות גרעין (DNA ו- RNA), שבו המידע התגורר שידור תורשתי.

אדנין, למשל, הוא חלק ממולקולות כגון ATP, מאגר האנרגיה העיקרי של יצורים חיים. יתר על כן, אדנין שוהה coenzymes כגון adenylate dinucleotide פלבין (FAD) ו adenyl nicotin dinucleotide (NAD), מעורב תגובות חמצון-חיזור רבים.

בסיסים משועבדים

הבסיסים החלשים הבאים, או שיכולים למלא תפקיד שכזה, מסודרים בהורדת סדר הבסיסי: NH₂ > הו^- > NH₃ > CN^- > CH₃COO^- > F^- > לא₃^- > Cl^- > בר^- > אני^- > קלו₄^-.

המיקום של בסיסים מצומדות של hydrocides ברצף נתון מציין כי ככל כוחו של החומצה, התחתון יהיה כוח הבסיס הצמוד שלה..

לדוגמה, אניון אני^- זה בסיס חלש ביותר, בעוד NH₂ הוא החזק ביותר בסדרה.

יתר על כן, סוף סוף, את בְּסִיסִיוּת של כמה בסיסים אורגניים הנפוצים ניתן להזמין כדלקמן: alkoxide> אמינים אליפטיות ≈ phenoxides> carboxylates = אמינים הטרוציקליים ≈ אמינים ארומטיים.

הפניות

1. ויטן, דייוויס, פק & סטנלי. (2008). כימיה (8th ed.). למידה CNGAGE.
2. Lleane Nieves מ '(24 במרץ, 2014). חומצות ובסיסים. [PDF] מקור: uprh.edu
3. ויקיפדיה. (2018). בסיס חלש. מקור: en.wikipedia.org
4. צוות העריכה (2018). חוזק בסיס קבוע קבוע דיסוציאציה. iquimicas. משוחזר מ: iquimicas.com
5. צ'ונג פ '(22 במרץ 2018). חומצות חלשות & בסיסים. כימיה Libretexts. מקור: chem.libretexts.org