การแยกตัวออกจากกันอ่อนคุณสมบัติและตัวอย่าง

ฐานที่อ่อนแอ พวกมันเป็นสายพันธุ์ที่มีแนวโน้มน้อยมากที่จะบริจาคอิเล็กตรอนแยกตัวออกจากสารละลายหรือรับโปรตอน ปริซึมซึ่งวิเคราะห์ลักษณะของมันจะถูกควบคุมโดยคำจำกัดความที่เกิดขึ้นจากการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงหลายคน.

ตัวอย่างเช่นตามคำจำกัดความของ Bronsted-Lowry ฐานที่อ่อนแอคือสิ่งที่ยอมรับไฮโดรเจนไอออนที่กลับตัวได้มาก (หรือเป็นโมฆะ)⁺. ในน้ำโมเลกุล H ของมัน₂หรือเป็นคนที่บริจาคเอช⁺ ไปยังฐานโดยรอบ ถ้าหากน้ำเป็นกรดอ่อน HA แล้วฐานที่อ่อนแอก็สามารถทำให้เป็นกลางได้.

ฐานที่แข็งแกร่งไม่เพียง แต่จะทำให้กรดทั้งหมดในสิ่งแวดล้อมเป็นกลาง แต่ยังสามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางเคมีอื่น ๆ ที่มีผลเสีย (และอันตราย).

ด้วยเหตุนี้เองจึงมีการใช้ฐานที่อ่อนแอเช่นนม Magnesia หรือแท็บเล็ตของเกลือฟอสเฟตหรือโซเดียมไบคาร์บอเนตใช้เป็นยาลดกรด (ภาพบนสุด).

ฐานที่อ่อนแอทั้งหมดนั้นมีอิเลคตรอนคู่หนึ่งหรือประจุลบที่เสถียรในโมเลกุลหรือไอออน ดังนั้นผู้บังคับกองร้อย₃^- มันเป็นฐานที่อ่อนแอกับ OH^-; และฐานที่ผลิต OH น้อยกว่า^- ในการแยกตัวออก (นิยามของ Arrenhius) มันจะเป็นจุดอ่อนที่สุด.

ดัชนี

• 1 การแยกตัว
  • 1.1 แอมโมเนีย
  • 1.2 ตัวอย่างการคำนวณ
• 2 คุณสมบัติ
• 3 ตัวอย่าง
  • 3.1 เอมีน
  • 3.2 ฐานไนโตรเจน
  • 3.3 ฐานต่อประสาน
• 4 อ้างอิง

การแยกตัวออก

ฐานที่อ่อนแอสามารถเขียนเป็น BOH หรือ B ได้มีการกล่าวว่ามันได้รับการแยกออกจากกันเมื่อเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้ในเฟสของเหลวที่มีทั้งสองฐาน (แม้ว่าจะสามารถเกิดขึ้นในก๊าซหรือของแข็ง):

BOH <=> B⁺ + OH^-

B + H₂O <=> HB⁺ + OH^-

โปรดทราบว่าแม้ว่าปฏิกิริยาทั้งสองอาจดูเหมือนจะแตกต่างกัน แต่มีการผลิต OH ร่วมกัน^-. นอกจากนี้การแยกตัวออกจากกันสร้างความสมดุลจึงไม่สมบูรณ์ นั่นคือเพียงร้อยละของฐานแยกออกจริง ๆ (ซึ่งไม่เกิดขึ้นกับฐานที่แข็งแกร่งเช่น NaOH หรือ KOH).

ปฏิกิริยาแรกคือ "ยึดติด" กับคำจำกัดความของ Arrenhius สำหรับฐาน: การแยกตัวออกจากน้ำเพื่อให้สายพันธุ์ไอออนิกโดยเฉพาะไฮดรอกซิลไอออน OH^-.

ในขณะที่ปฏิกิริยาที่สองเป็นไปตามคำจำกัดความของ Bronsted-Lowry เนื่องจาก B เป็นโปรโตนานโดหรือยอมรับ H⁺ ของน้ำ.

อย่างไรก็ตามปฏิกิริยาทั้งสองเมื่อสร้างสมดุลถือว่าเป็นความร้าวฉานของฐานที่อ่อนแอ.

แอมโมเนียม

แอมโมเนียอาจเป็นฐานที่อ่อนแอที่สุดของทั้งหมด ความร้าวฉานในน้ำสามารถ schematized ด้วยวิธีดังต่อไปนี้:

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

ดังนั้น NH₃ เข้าสู่หมวดหมู่ของฐานที่แสดงด้วย 'B'.

ค่าคงการแยกตัวของแอมโมเนีย K_ข, ได้รับจากการแสดงออกต่อไปนี้:

K_ข = [NH₄⁺] [โอ้^-] / [NH₃]

ซึ่งที่ 25 ° C ในน้ำประมาณ 1.8 x 10^-5. คำนวณ pK ของคุณแล้ว_ข คุณมี:

เภสัชจลนศาสตร์_ข = - บันทึก K_ข

= 4.74

ในการแยกตัวของ NH₃ สิ่งนี้ได้รับโปรตอนจากน้ำดังนั้นจึงถือได้ว่าน้ำเป็นกรดตาม Bronsted-Lowry.

เกลือที่เกิดขึ้นทางด้านขวาของสมการคือแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์, นิวแฮมป์เชียร์₄OH ซึ่งละลายในน้ำและไม่มีอะไรนอกจากแอมโมเนียน้ำ ด้วยเหตุนี้คำจำกัดความของ Arrenhius สำหรับฐานจะพบกับแอมโมเนีย: การละลายในน้ำทำให้เกิดไอออนของ NH₄⁺ และโอ้^-.

NH₃ สามารถบริจาคอิเล็กตรอนหนึ่งคู่โดยไม่ต้องอาศัยอยู่ในอะตอมไนโตรเจน นี่คือสิ่งที่คำจำกัดความของ Lewis สำหรับฐานเข้ามา [H₃N].

ตัวอย่างการคำนวณ

ความเข้มข้นของสารละลายน้ำของเมทิลลามีนพื้นฐานที่อ่อนแอ (CH₃NH₂) มีดังต่อไปนี้: [CH₃NH₂] ก่อนที่จะแยกตัวออก = 0.010 M [CH₃NH₂] หลังจากแยกตัวออก = 0.008 M.

คำนวณ K_ข, เภสัชจลนศาสตร์_ข, pH และเปอร์เซ็นต์ของการแตกตัวเป็นไอออน.

K_ข

ก่อนอื่นต้องเขียนสมการการแยกส่วนในน้ำ:

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

ถัดไปของนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ของ K_ข 

K_ข = [CH₃NH₃⁺] [โอ้^-] / [CH₃NH₂]

ในความสมดุลมันเป็นจริงที่ [CH₃NH₃⁺] = [OH^-] ไอออนเหล่านี้มาจากการแยกตัวของ CH₃NH₂, ดังนั้นความเข้มข้นของไอออนเหล่านี้จะถูกกำหนดโดยความแตกต่างระหว่างความเข้มข้นของ CH₃NH₂ ก่อนและหลังแยกตัว.

[CH₃NH₂]_แยก = [CH₃NH₂]_{แรกเริ่ม} - [CH₃NH₂]_{สมดุล}

[CH₃NH₂]_แยก = 0.01 M - 0.008 M

= 0.002 M

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

K_ข = (2 ∙ 10^-3)² M / (8 ∙ 10^-2)

= 5 ∙ 10^-4

เภสัชจลนศาสตร์_ข

คำนวณ K_ข, มันง่ายมากที่จะตรวจสอบ pK_ข

เภสัชจลนศาสตร์_ข = - บันทึก Kb

เภสัชจลนศาสตร์_ข = - บันทึก 5 ∙ 10^-4

= 3,301

พีเอช

ในการคำนวณค่า pH เนื่องจากมันเป็นสารละลายน้ำค่าพีเอชจะต้องถูกคำนวณก่อนและลบเป็น 14:

pH = 14 - pOH

pOH = - บันทึก [OH^-]

และตามที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าความเข้มข้น OH นั้น^-, การคำนวณโดยตรง

pOH = -log 2 ∙ 10^-3

= 2.70

pH = 14 - 2.7

= 11.3

เปอร์เซ็นต์การแตกตัวเป็นไอออน

ในการคำนวณนั้นจะต้องกำหนดจำนวนฐานที่แยกออกจากกัน เนื่องจากสิ่งนี้ได้ทำไปแล้วในประเด็นก่อนหน้านี้จึงใช้สมการต่อไปนี้:

([CH₃NH₃⁺] / [CH₃NH₂]^°) x 100%

ที่ไหน [CH₃NH₂]^° คือความเข้มข้นเริ่มต้นของฐานและ [CH₃NH₃⁺] ความเข้มข้นของกรดคอนจูเกต คำนวณแล้ว:

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

= 20%

สรรพคุณ

-ฐานอ่อนแอเอมีนมีรสขมลักษณะมีอยู่ในปลาและที่เป็นกลางด้วยการใช้มะนาว.

-พวกมันมีค่าคงที่การแยกตัวต่ำซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดไอออนที่เข้มข้นต่ำในสารละลายที่เป็นน้ำ ไม่ได้ด้วยเหตุนี้จึงเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี.

-ในสารละลายที่เป็นน้ำพวกเขาผลิตพีเอชอัลคาไลน์ปานกลางจึงเปลี่ยนสีของกระดาษลิตมัสจากสีแดงเป็นสีน้ำเงิน.

-พวกเขาส่วนใหญ่เอมีน (ฐานอินทรีย์อ่อนแอ).

-บางแห่งเป็นฐานของกรดแก่ที่ผันกัน.

-ฐานโมเลกุลที่อ่อนแอนั้นมีโครงสร้างที่สามารถทำปฏิกิริยากับ H ได้⁺.

ตัวอย่าง

เอมีน

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

-ไดเมทิลมีน (CH)₃)₂NH, Kb = 7.4 ∙ 10^-4, pKb = 3.13

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

-ไพริดีน, ค₅H₅N, Kb = 1.5 ∙ 10^-9, pKb = 8.82

-สวรรค์สวรรค์ค₆H₅NH₂, Kb = 4.2 ∙ 10^-10, pKb = 9.32.

ฐานไนโตรเจน

อะดรีนาลีนไนโตรเจน, กัวนีน, ไทมีน, ไซโตซินและยูราซิลเป็นฐานที่อ่อนแอกับกลุ่มอะมิโนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของนิวคลีโอไทด์ของกรดนิวคลีอิก (DNA และ RNA) ซึ่งเป็นข้อมูลสำหรับการถ่ายทอดทางพันธุกรรม.

ตัวอย่างเช่น Adenine เป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลเช่น ATP ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักของสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ adenine มีอยู่ในโคเอนไซม์เช่น flavin adenyl dinucleotide (FAD) และ nicotin adenyl dinucleotide (NAD) ซึ่งมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาลดการเกิดออกซิเดชันมากมาย.

ฐาน conjugated

ฐานที่อ่อนแอต่อไปนี้หรือที่สามารถทำหน้าที่ดังกล่าวได้รับคำสั่งในลำดับขั้นพื้นฐานที่ลดลง: NH₂ > โอ้^- > NH₃ > CN^- > CH₃ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายปฏิบัติการ^- > F^- > ไม่₃^- > Cl^- > Br^- > ฉัน^- > ClO₄^-.

ตำแหน่งของฐานคอนจูเกตของไฮโดรไซด์ตามลำดับที่ระบุบ่งชี้ว่ายิ่งความแข็งแกร่งของกรดยิ่งต่ำลงจะเป็นความแข็งแรงของฐานคอนจูเกต.

ตัวอย่างเช่นประจุลบฉัน^- มันเป็นฐานที่อ่อนแอมากในขณะที่นิวแฮมป์เชียร์₂ แข็งแกร่งที่สุดในซีรีส์.

ในทางกลับกันเพื่อสรุปความพื้นฐานของฐานอินทรีย์ทั่วไปบางอย่างสามารถสั่งซื้อได้ในวิธีต่อไปนี้: alkoxide> aliphatic amines ≈ phenoxides> carboxylates = amines อะโรมาติก≈ heterocyclic amines.

การอ้างอิง

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (8th ed.) CENGAGE การเรียนรู้.
2. Lleane Nieves M. (24 มีนาคม 2014) กรดและเบส [PDF] สืบค้นจาก: uprh.edu
3. วิกิพีเดีย (2018) ฐานที่อ่อนแอ สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
4. ทีมบรรณาธิการ (2018) ความแข็งแกร่งของฐานและค่าคงที่การแยกตัวพื้นฐาน iquimicas กู้คืนจาก: iquimicas.com
5. Chung P. (22 มีนาคม 2018) กรดอ่อนและด่าง วิชาเคมี ดึงมาจาก: chem.libretexts.org