Das schwache Basen Sie sind Spezies mit geringer Tendenz, Elektronen abzugeben, in wässrigen Lösungen zu dissoziieren oder Protonen aufzunehmen. Das Prisma, mit dem seine Eigenschaften analysiert werden, wird durch die Definition bestimmt, die aus den Studien mehrerer berühmter Wissenschaftler hervorgeht.
Zum Beispiel ist gemäß der Bronsted-Lowry-Definition eine schwache Base eine, die ein Wasserstoffion H in einem sehr reversiblen (oder null) Zustand akzeptiert+. In Wasser sein H-MolekülzweiO ist derjenige, der ein H spendet+ zur umgebenden Basis. Wenn es anstelle von Wasser eine schwache Säure HA wäre, könnte die schwache Base sie kaum neutralisieren.
Eine starke Base würde nicht nur alle Säuren in der Umwelt neutralisieren, sondern könnte auch an anderen chemischen Reaktionen mit nachteiligen (und tödlichen) Folgen teilnehmen..
Aus diesem Grund werden einige schwache Basen wie Milchmagnesia oder Tabletten mit Phosphatsalzen oder Natriumbicarbonat als Antazida verwendet (oberes Bild)..
Allen schwachen Basen ist gemeinsam, dass ein Elektronenpaar oder eine stabilisierte negative Ladung auf dem Molekül oder Ion vorhanden ist. Somit ist der CO3- ist eine schwache Base gegen OH-;; und die Base, die weniger OH produziert- in seiner Dissoziation (Arrenhius-Definition) wird es die schwächste Basis sein.
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Eine schwache Base kann als BOH oder B geschrieben werden. Sie soll dissoziieren, wenn die folgenden Reaktionen mit beiden Basen in flüssiger Phase auftreten (obwohl sie in Gasen oder sogar Feststoffen auftreten können):
BOH <=> B.+ + Oh-
B + H.zweiODER <=> HB+ + Oh-
Es ist zu beachten, dass beide Reaktionen, obwohl sie unterschiedlich erscheinen mögen, die Produktion von OH gemeinsam haben-. Darüber hinaus stellen die beiden Dissoziationen ein Gleichgewicht her, so dass sie unvollständig sind; Das heißt, nur ein Prozentsatz der Base dissoziiert tatsächlich (was bei starken Basen wie NaOH oder KOH nicht der Fall ist)..
Die erste Reaktion "haftet" enger an der Arrenhius-Definition für Basen: Dissoziation in Wasser unter Bildung ionischer Spezies, insbesondere des Hydroxylanions OH-.
Während die zweite Reaktion der Bronsted-Lowry-Definition folgt, wird B protoniert oder akzeptiert H.+ vom Wasser.
Die beiden Reaktionen gelten jedoch als schwache Basendissoziationen, wenn sie ein Gleichgewicht herstellen.
Ammoniak ist vielleicht die häufigste schwache Base von allen. Seine Dissoziation in Wasser kann wie folgt umrissen werden:
NH3 (ac) + H.zweiO (l) <=> NH4+ (ac) + OH- (ac)
Daher ist das NH3 fällt in die Kategorie der mit 'B' dargestellten Basen.
Die Dissoziationskonstante von Ammoniak, K.b, wird durch den folgenden Ausdruck gegeben:
K.b = [NH4+] [OH-] / [NH3]]
Was bei 25 ° C in Wasser etwa 1,8 x 10 beträgt-5. Dann berechnet man seinen pKb du hast:
pKb = - log K.b
= 4,74
Bei der Dissoziation von NH3 Dieses erhält ein Proton aus Wasser, so dass Wasser nach Bronsted-Lowry als Säure angesehen werden kann.
Das auf der rechten Seite der Gleichung gebildete Salz ist Ammoniumhydroxid, NH4OH, das in Wasser gelöst ist und nichts als wässriges Ammoniak ist. Aus diesem Grund erfüllt sich die Arrenhius-Definition für eine Base mit Ammoniak: Durch die Auflösung in Wasser entstehen NH-Ionen4+ und OH-.
NH3 ist in der Lage, ein Paar ungeteilter Elektronen am Stickstoffatom abzugeben; Hier kommt die Lewis-Definition für eine Basis ins Spiel [H.3N:].
Die Konzentration der wässrigen Lösung der schwachen Base Methylamin (CH3NHzwei) ist wie folgt: [CH3NHzwei] vor der Dissoziation = 0,010 M; [CH3NHzwei] nach Dissoziation = 0,008 M..
Berechnen Sie K.b, pKb, pH und Prozentsatz der Ionisation.
Zunächst muss die Gleichung seiner Dissoziation in Wasser geschrieben werden:
CH3NHzwei (ac) + H.zweiO (l) <=> CH3NH3+ (ac) + OH- (ac)
Nach dem mathematischen Ausdruck von K.b
K.b = [CH3NH3+] [OH-] / [CH3NHzwei]]
Im Gleichgewicht ist erfüllt, dass [CH3NH3+] = [OH-]. Diese Ionen stammen aus der Dissoziation von CH3NHzwei, Die Konzentration dieser Ionen ergibt sich also aus der Differenz zwischen der CH-Konzentration3NHzwei vor und nach der Dissoziation.
[CH3NHzwei]]dissoziiert = [CH3NHzwei]]Initiale - [CH3NHzwei]]Balance
[CH3NHzwei]]dissoziiert = 0,01 M - 0,008 M.
= 0,002 M.
Also, [CH3NH3+] = [OH-] = 2 ≤ 10-3 M.
K.b = (2 ≤ 10-3)zwei M / (8 ∙ 10-zwei) M.
= 5 ≤ 10-4
Berechnete K.b, es ist sehr einfach, pK zu bestimmenb
pKb = - log Kb
pKb = - log 5 ∙ 10-4
= 3,301
Um den pH-Wert zu berechnen, muss der pOH, da es sich um eine wässrige Lösung handelt, zuerst berechnet und von 14 subtrahiert werden:
pH = 14 - pOH
pOH = - log [OH-]]
Und da ist die OH-Konzentration bereits bekannt-, Die Berechnung ist direkt
pOH = -log 2 ≤ 10-3
= 2,70
pH = 14 - 2,7
= 11,3
Um es zu berechnen, muss bestimmt werden, wie viel von der Base dissoziiert wurde. Da dies bereits in den vorherigen Punkten geschehen ist, gilt die folgende Gleichung:
([CH3NH3+] / [CH3NHzwei]]°) x 100%
Wo [CH3NHzwei]]° ist die Anfangskonzentration der Base und [CH3NH3+] die Konzentration seiner konjugierten Säure. Berechnen Sie dann:
Prozentsatz der Ionisation = (2 ∙ 10-3 / 1 ∙ 10-zwei) x 100%
= 20%
-Die schwachen Aminbasen haben einen charakteristischen bitteren Geschmack, der in Fisch vorhanden ist und der unter Verwendung von Zitrone neutralisiert wird..
-Sie haben eine niedrige Dissoziationskonstante, weshalb sie in wässriger Lösung eine niedrige Ionenkonzentration verursachen. Aus diesem Grund keine guten Stromleiter.
-In wässriger Lösung haben sie einen moderaten alkalischen pH-Wert, weshalb sie die Farbe von Lackmuspapier von rot nach blau ändern.
-Sie sind meist Amine (schwache organische Basen).
-Einige sind die konjugierten Basen starker Säuren.
-Molekulare schwache Basen enthalten Strukturen, die mit H reagieren können+.
-Methylamin, CH3NHzwei, Kb = 5,0 ≤ 10-4, pKb = 3,30
-Dimethylamin, (CH3)zweiNH, Kb = 7,4 ≤ 10-4, pKb = 3,13
-Trimethylamin, (CH3)3N, Kb = 7,4 ≤ 10-5, pKb = 4,13
-Pyridin, C.5H.5N, Kb = 1,5 ≤ 10-9, pKb = 8,82
-Anilin, C.6H.5NHzwei, Kb = 4,2 ≤ 10-10, pKb = 9,32.
Die stickstoffhaltigen Basen Adenin, Guanin, Thymin, Cytosin und Uracil sind schwache Basen mit Aminogruppen, die Teil der Nukleotide von Nukleinsäuren (DNA und RNA) sind, in denen die Informationen für die erbliche Übertragung vorliegen.
Adenin zum Beispiel ist Teil von Molekülen wie ATP, dem Hauptenergiereservoir von Lebewesen. Darüber hinaus ist Adenin in Coenzymen wie Flavinadenyldinukleotid (FAD) und Nikotinadenyldinukleotid (NAD) vorhanden, die an zahlreichen Oxidations-Reduktions-Reaktionen beteiligt sind.
Die folgenden schwachen Basen oder solche, die eine Funktion als solche erfüllen können, sind in absteigender Reihenfolge der Basizität geordnet: NHzwei > OH- > NH3 > CN- > CH3GURREN- > F.- > NEIN3- > Cl- > Br- > Ich- > ClO4-.
Die Position der konjugierten Basen der Hydracide in der gegebenen Sequenz zeigt an, dass die Stärke ihrer konjugierten Base umso geringer ist, je größer die Stärke der Säure ist..
Zum Beispiel das Anion I.- ist eine extrem schwache Base, während NHzwei ist der stärkste der Serie.
Andererseits kann die Basizität einiger üblicher organischer Basen wie folgt angeordnet werden: Alkoxid> aliphatische Amine ≈ Phenoxide> Carboxylate = aromatische Amine ≈ heterocyclische Amine.
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