Αδύνατες βάσεις διάσταση, ιδιότητες και παραδείγματα

Το αδύναμες βάσεις είναι είδη με μικρή τάση να δίνουν ηλεκτρόνια, να διαχωρίζονται σε υδατικά διαλύματα ή να δέχονται πρωτόνια. Το πρίσμα με το οποίο αναλύονται τα χαρακτηριστικά του διέπεται από τον ορισμό που προέκυψε από τις μελέτες αρκετών διάσημων επιστημόνων.

Για παράδειγμα, σύμφωνα με τον ορισμό Bronsted-Lowry, μια ασθενής βάση είναι αυτή που δέχεται ένα πολύ αναστρέψιμο (ή μηδενικό) ιόν υδρογόνου H⁺. Στο νερό, το μόριο του Η₂Ή είναι εκείνη που δίνει δωρεά H⁺ προς τη γύρω βάση. Αν αντί του νερού ήταν ένα ασθενές οξύ ΗΑ, τότε η ασθενής βάση θα μπορούσε να εξουδετερώσει.

Μια ισχυρή βάση δεν θα εξουδετερώσει μόνο όλα τα οξέα στο περιβάλλον, αλλά θα μπορούσε επίσης να συμμετάσχει σε άλλες χημικές αντιδράσεις με δυσμενείς (και θανατηφόρες) συνέπειες.

Για το λόγο αυτό, ορισμένες αδύναμες βάσεις, όπως μαγνησία γάλακτος ή δισκία φωσφορικών αλάτων ή όξινου ανθρακικού νατρίου, χρησιμοποιούνται ως αντιόξινα (κορυφαία εικόνα).

Όλες οι αδύναμες βάσεις έχουν από κοινού την παρουσία ενός ζεύγους ηλεκτρονίων ή ενός αρνητικού φορτίου σταθεροποιημένου στο μόριο ή το ιόν. Έτσι, το CO₃^- είναι μια αδύναμη βάση εναντίον του OH^-? και εκείνη η βάση που παράγει λιγότερο OH^- στην απόστασή του (ορισμός του Arrenhius) θα είναι η ασθενέστερη βάση.

Ευρετήριο

• 1 Διαχωρισμός
  • 1.1 Αμμωνία
  • 1.2 Παράδειγμα υπολογισμού
• 2 Ιδιότητες
• 3 Παραδείγματα
  • 3.1 Αμίνες
  • 3.2 Αζωτούχες βάσεις
  • 3.3 Συζευγμένες βάσεις
• 4 Αναφορές

Διαχωρισμός

Ένας ασθενής βάση μπορεί να γραφτεί ως BOH ή Β Λέγεται ότι υφίσταται συμβαίνουν διαστάσεως όταν και οι δύο βάσεις οι ακόλουθες αντιδράσεις υγρής φάσεως (αν και μπορεί να συμβεί σε αέρια ή ακόμη και στερεά):

BOH <=> Β⁺ + OH^-

B + H₂Ο <=> HB⁺ + OH^-

Σημειώστε ότι αν και οι δύο αντιδράσεις μπορεί να φαίνονται διαφορετικές, έχουν κοινή παραγωγή OH^-. Επιπλέον, οι δύο διαφορές καθιστούν μια ισορροπία, επομένως είναι ελλιπείς. δηλαδή, μόνο ένα ποσοστό της βάσης διαχωρίζει (πράγμα που δεν συμβαίνει με ισχυρές βάσεις όπως NaOH ή ΚΟΗ).

Η πρώτη αντίδραση συνδέεται περισσότερο με τον ορισμό του Arrenhius για τις βάσεις: διάσπαση σε νερό για να δώσει ιονικά είδη, ιδιαίτερα το υδροξύλ ανιόν ΟΗ^-.

Ενώ η δεύτερη αντίδραση υπακούει στον ορισμό του Bronsted-Lowry, αφού το Β είναι πρωτονάντο ή δέχεται το Η⁺ νερού.

Ωστόσο, οι δύο αντιδράσεις, όταν δημιουργείται μια ισορροπία, θεωρούνται διαχωρισμοί μιας ασθενούς βάσης.

Αμμωνία

Η αμμωνία είναι ίσως η πιο κοινή αδύναμη βάση όλων. Η διάστασή του στο νερό μπορεί να σχηματοποιηθεί με τον ακόλουθο τρόπο:

NH₃ (ac) + Η₂O (l)   <=>   NH₄⁺ (ac) + ΟΗ^- (ac)

Ως εκ τούτου, το NH₃ εισέρχεται στην κατηγορία των βάσεων που αναπαρίστανται με «Β».

Η σταθερά διάστασης της αμμωνίας, Κ_β, δίνεται από την ακόλουθη έκφραση:

Κ_β = [ΝΗ₄⁺] [OH^-] / [ΝΗ₃]

Το οποίο στους 25 ° C σε νερό είναι περίπου 1,8 x 10^-5. Υπολογίζοντας τότε το pK σας_β έχετε:

pK_β = - log K_β

= 4.74

Στην αποσύνθεση του ΝΗ₃ Αυτό λαμβάνει ένα πρωτόνιο από το νερό, έτσι μπορεί να θεωρηθεί το νερό ως οξύ σύμφωνα με τον Bronsted-Lowry.

Το άλας που σχηματίζεται στη δεξιά πλευρά της εξίσωσης είναι υδροξείδιο αμμωνίου, ΝΗ₄ΟΗ, το οποίο διαλύεται σε νερό και δεν είναι παρά υδατική αμμωνία. Είναι για αυτόν τον λόγο ότι ο ορισμός για μια βάση Arrenhius συναντήθηκε με αμμωνία: διάλυση σε νερό παράγει NH ιόντα₄⁺ και OH^-.

Το ΝΗ₃ είναι σε θέση να δωρίσει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων χωρίς να μοιράζεται το άτομο του αζώτου. εδώ βρίσκεται ο ορισμός Lewis για μια βάση, [H₃Ν:].

Παράδειγμα υπολογισμού

Η συγκέντρωση του υδατικού διαλύματος της ασθενούς βάσης μεθυλαμίνης (CH₃NH₂) είναι το ακόλουθο: [CH₃NH₂] πριν από τη διάσταση = 0,010 Μ. [CH₃NH₂] μετά από διάσταση = 0,008 Μ.

Υπολογίστε το K_β, pK_β, το ρΗ και το ποσοστό ιονισμού.

Κ_β

Πρώτα πρέπει να γράψουμε την εξίσωση της διάστασής του στο νερό:

CH₃NH₂ (ac) + Η₂O (l)    <=>     CH₃NH₃⁺ (ac) + ΟΗ^- (ac)

Στη συνέχεια της μαθηματικής έκφρασης του Κ_β 

Κ_β = [CH₃NH₃⁺] [OH^-] / [CH₃NH₂]

Σε ισορροπία πληρούται ότι [CH₃NH₃⁺] = [ΟΗ^-] Αυτά τα ιόντα προέρχονται από τη διάσπαση του CH₃NH₂, έτσι η συγκέντρωση αυτών των ιόντων δίνεται από τη διαφορά μεταξύ της συγκέντρωσης του CH₃NH₂ πριν και μετά τη διάσπαση.

[CH₃NH₂]_{διαχωρίζονται} = [CH₃NH₂]_αρχικά - [CH₃NH₂]_{ισορροπία}

[CH₃NH₂]_{διαχωρίζονται} = 0,01 Μ - 0,008 Μ

= 0,002 Μ

Στη συνέχεια, [CH₃NH₃⁺] = [ΟΗ^-] = 2,10^-3 Μ

Κ_β = (2,10^-3)² Μ / (8,10^-2) Μ

= 5,10^-4

pK_β

Υπολογισμός Κ_β, Είναι πολύ εύκολο να προσδιορίσετε το pK_β

pK_β = - log Kb

pK_β = - log 5,10^-4

= 3,301

ρΗ

Για να υπολογιστεί το ρΗ, αφού είναι ένα υδατικό διάλυμα, η ρΟΗ πρέπει πρώτα να υπολογιστεί και να αφαιρεθεί σε 14:

ρΗ = 14 - ρΟΗ

pOH = - log [ΟΗ^-]

Και καθώς η συγκέντρωση ΟΗ είναι ήδη γνωστή^-, ο υπολογισμός είναι άμεσος

pOH = -log 2,10^-3

= 2.70

ρΗ = 14-2,7

= 11.3

Ποσοστό ιονισμού

Για να το υπολογίσετε, πρέπει να καθορίσετε πόση από τη βάση έχει διαχωριστεί. Δεδομένου ότι αυτό έγινε ήδη στα προηγούμενα σημεία, ισχύει η ακόλουθη εξίσωση:

([CH₃NH₃⁺] / [CH₃NH₂]^°) χ 100%

Όπου [CH₃NH₂]^° είναι η αρχική συγκέντρωση της βάσης, και [CH₃NH₃⁺] τη συγκέντρωση του συζευγμένου οξέος. Υπολογισμός τότε:

Ποσοστό ιονισμού = (2,10^-3 / 1 · 10^-2) χ 100%

= 20%

Ιδιότητες

-Οι αμινικές βάσεις αμίνης έχουν μια χαρακτηριστική πικρή γεύση, παρούσα στα ψάρια και η οποία εξουδετερώνεται με τη χρήση λεμονιού.

-Έχουν χαμηλή σταθερά διάστασης, και γι 'αυτό προκαλούν χαμηλή συγκέντρωση ιόντων σε υδατικό διάλυμα. Δεν είναι, για το λόγο αυτό, καλοί αγωγοί ηλεκτρικής ενέργειας.

-Σε υδατικό διάλυμα παράγουν ένα μέτριο αλκαλικό pH, έτσι αλλάζουν το χρώμα του χαρτιού χόρτου από κόκκινο σε μπλε.

-Πρόκειται κυρίως για αμίνες (αδύναμες οργανικές βάσεις).

-Ορισμένες είναι οι συζευγμένες βάσεις ισχυρών οξέων.

-Οι ασθενείς μοριακές βάσεις περιέχουν δομές ικανές να αντιδρούν με Η⁺.

Παραδείγματα

Αμίνες

-Μεθυλαμίνη, CH₃NH₂, Kb = 5.0 · 10^-4, pKb = 3.30

-Διμεθυλαμίνη, (CH₃)₂ΝΗ, Kb = 7,4 ∙ 10^-4, pKb = 3.13

-Τριμεθυλαμίνη, (CH₃)₃Ν, Kb = 7,4 ∙ 10^-5, pKb = 4.13

-Πυριδίνη, C₅H₅N, Kb = 1,5 ∙ 10^-9, pKb = 8.82

-Ανιλίνη, C₆H₅NH₂, Kb = 4.2 ∙ 10^-10, pKb = 9.32.

Αζωτούχες βάσεις

Η αζωτούχες βάσεις αδενίνη, γουανίνη, θυμίνη, κυτοσίνη και ουρακίλη είναι ασθενείς βάσεις με αμινο ομάδες οι οποίες είναι μέρος των νουκλεοτιδίων των νουκλεϊκών οξέων (DNA και RNA), όπου οι πληροφορίες κατοικεί κληρονομική μετάδοση.

Αδενίνη, για παράδειγμα, μέρος των μορίων όπως ΑΤΡ, το κύριο ενέργεια κατάστημα των έμβιων όντων. Επιπλέον, αδενίνη είναι παρούσα σε συνένζυμα όπως φλαβίνη δινουκλεοτίδιο αδενυλική (FAD) και αδενυλ nicotin δινουκλεοτίδιο (NAD), που εμπλέκονται σε πολυάριθμες αντιδράσεις οξείδωσης-αναγωγής.

Συζευγμένες βάσεις

Οι παρακάτω αδύναμες βάσεις ή αυτές που μπορούν να εκπληρώσουν μια τέτοια λειτουργία, ταξινομούνται κατά φθίνουσα σειρά βασικότητας: NH₂ > OH^- > ΝΗ₃ > CN^- > CH₃COO^- > F^- > ΟΧΙ₃^- > Cl^- > Br^- > Ι^- > ClO₄^-.

Η θέση των συζευγμένων βάσεων των υδροξειδίων στην δεδομένη αλληλουχία υποδεικνύει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς του οξέος, τόσο μικρότερη θα είναι η ισχύς της συζευγμένης βάσης αυτής..

Για παράδειγμα, το ανιόν I^- είναι μια εξαιρετικά αδύναμη βάση, ενώ η NH₂ είναι η ισχυρότερη της σειράς.

Επιπλέον, τέλος, η βασικότητα μερικών κοινών οργανικών βάσεων μπορεί να διαταχθεί ως εξής: αλκοξείδιο> αλειφατικές αμίνες ≈ φαινοξείδια> καρβοξυλικά = αρωματικές αμίνες ≈ ετεροκυκλικές αμίνες.

Αναφορές

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Χημεία (8η έκδοση). CENGAGE Μάθηση.
2. Lleane Nieves M. (24 Μαρτίου 2014). Οξέα και βάσεις. [PDF] Ανακτήθηκε από: uprh.edu
3. Wikipedia. (2018). Αδύναμη βάση. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org
4. Συντακτική ομάδα (2018). Αντοχή βάσης και βασική σταθερά διάστασης. iquimicas. Ανάκτηση από: iquimicas.com
5. Chung Ρ. (22 Μαρτίου 2018). Αδύνατα οξέα και βάσεις. Χημεία Libretexts. Ανακτήθηκε από: chem.libretexts.org