Zayıf baz - Weak base

Asitler ve bazlar
Asit Asit-baz reaksiyonu Asit baz homeostazı Asit gücü Asitlik fonksiyonu Amfoterizm Baz Tampon çözümleri Ayrışma sabiti Denge kimyası çıkarma Hammett asitlik fonksiyonu pH Proton ilgisi Suyun kendi kendine iyonlaşması Titrasyon Lewis asidi katalizi Sinirli Lewis çifti Kiral Lewis asidi
Asit türleri
Brønsted – Lowry Lewis Akseptör Mineral Organik Oksit kuvvetli Süperasitler Güçsüz Katı
Baz türleri
Brønsted – Lowry Lewis Donör Organik Oksit kuvvetli Süperbazlar Nükleofilik olmayan Güçsüz
v t e

Zayıf bir baz , suda çözündükten sonra tamamen ayrışmayan bir bazdır , böylece ortaya çıkan sulu çözelti, sadece küçük bir oranda hidroksit iyonları ve ilgili bazik radikal ve bazın büyük oranda ayrışmamış moleküllerini içerir.

pH değeri, K _B ve K _a

Bazlar, hidrojen iyonu aktivitesinin saf suda olduğundan daha düşük olduğu çözeltiler verir, yani çözeltinin standart koşullarda 7.0'dan daha büyük, potansiyel olarak 14'e kadar yüksek (ve hatta bazı bazlar için 14'ün üzerinde) pH değerine sahip olduğu söylenir. . PH formülü şöyledir:

${\ displaystyle {\ mbox {pH}} = - \ log _ {10} \ sol [{\ mbox {H}} ^ {+} \ sağ]}$

Bazlar proton alıcılarıdır; bir baz su, bir hidrojen iyonu, H alacak ₂ , O, ve geri kalanının H ⁺ konsantrasyonu çözelti içinde pH belirler. Zayıf bir baz, daha güçlü bir bazdan daha yüksek bir H ⁺ konsantrasyonuna sahip olacaktır, çünkü daha güçlü bir bazdan daha az tamamen protonlanmıştır ve bu nedenle, çözeltisinde daha fazla hidrojen iyonu kalır. Daha yüksek H ⁺ konsantrasyonu göz önüne alındığında , formül zayıf baz için daha düşük bir pH değeri verir. Bununla birlikte, bazların pH'ı genellikle OH ^- konsantrasyonu cinsinden hesaplanır . H, bu yapılır ⁺ konsantrasyonu, reaksiyonun bir parçası değildir OH ise, ^- konsantrasyonudur. POH şu şekilde tanımlanır:

${\ displaystyle {\ mbox {pOH}} = - \ log _ {10} \ sol [{\ mbox {OH}} ^ {-} \ sağ]}$

Bir eşlenik asit (NH ₄ ^{+ gibi} ) ve bir eşlenik bazın (NH ₃ gibi) denge sabitlerini çarparsak şunu elde ederiz:

${\ displaystyle K_ {a} \ times K_ {b} = {[H_ {3} O ^ {+}] [NH_ {3}] \ over [NH_ {4} ^ {+}]} \ times {[NH_ {4} ^ {+}] [OH ^ {-}] \ over [NH_ {3}]} = [H_ {3} O ^ {+}] [OH ^ {-}]}$

Gibi sadece bir öz iyonlaşma sabiti su, elimizdeki ${\ displaystyle {K_ {w}} = [H_ {3} O ^ {+}] [OH ^ {-}]}$${\ displaystyle K_ {a} \ times K_ {b} = K_ {w}}$

Denklemin her iki tarafının logaritmasını almak:

${\ displaystyle logK_ {a} + logK_ {b} = logK_ {w}}$

Son olarak, her iki tarafı da -1 ile çarparak şunu elde ederiz:

${\ displaystyle pK_ {a} + pK_ {b} = pK_ {w} = 14.00}$

POH, yukarıda verilen pOH formülden elde ile, bir baz pH değeri hesaplanabilir , burada pKa _w = 14.00. ${\ displaystyle pH = pK_ {w} -pOH}$

Bir zayıf baz devam ederse kimyasal denge , bir çok aynı şekilde zayıf asit a, yapar baz ayrışma sabiti ( K _b bazın kuvvetini gösteren). Örneğin, amonyak suya konulduğunda aşağıdaki denge kurulur:

${\ displaystyle \ mathrm {K_ {b} = {[NH_ {4} ^ {+}] [OH ^ {-}] \ [NH_ {3}]}}} üzerinde$

Büyük K sahip bir taban _b daha tamamen iyonize eder, ve böylece daha güçlü bir başlangıç noktasıdır. H bağlıdır çözeltinin pH değeri, yukarıda gösterildiği gibi, ⁺ konsantrasyonu, OH artırıldıkça artar ^- konsantrasyonu; daha büyük bir OH ^- konsantrasyonu, daha küçük bir H ⁺ konsantrasyonu, dolayısıyla daha yüksek bir pH anlamına gelir . Güçlü bazlar daha küçük H ⁺ konsantrasyonlarına sahiptirler çünkü daha tam olarak protonlanırlar ve solüsyonda daha az hidrojen iyonu bırakırlar. Bir küçük H ⁺ konsantrasyonu anlamına gelir daha OH ^- konsantrasyon ve bu nedenle, daha büyük bir K _b ve daha büyük bir pH.

NaOH (ler) i (sodyum hidroksit) (CH daha kuvvetli bir baz olan ₃ CH ₂ ) ₂ , NH (l) ( dietilamin NH daha güçlü bir temel teşkil eder) ₃ (g) (amonyak). Bazlar zayıfladıkça, K _b değerleri küçülür .

Protonlanmış yüzde

Yukarıda görüldüğü gibi, bir bazın gücü öncelikle pH'a bağlıdır. Zayıf bazların kuvvetlerini açıklamaya yardımcı olmak için, protonlanmış yüzdeyi, protonlanmış baz moleküllerin yüzdesini bilmek yararlıdır. Daha düşük bir yüzde, daha düşük bir pH'a karşılık gelir çünkü her iki sayı da protonasyon miktarından kaynaklanır. Zayıf bir baz daha az protonlanır, bu da daha düşük bir pH'a ve daha düşük bir protonlanma yüzdesine yol açar.

Tipik proton transfer dengesi şöyle görünür:

${\ Displaystyle B (aq) + H_ {2} O (l) \ leftrightarrow HB ^ {+} (aq) + OH ^ {-} (aq)}$

B tabanı temsil eder.

${\ displaystyle Yüzdesi \ protonlanmış = {molarity \ of \ HB ^ {+} \ over \ initial \ molarity \ of \ B} \ times 100 \% = {[{HB} ^ {+}] \ over [B] _ {initial}} {\ times 100 \%}}$

Bu formülde, [B] _başlangıç , protonasyonun meydana gelmediği varsayılarak, bazın başlangıç ​​molar konsantrasyonudur.

Tipik bir pH sorunu

Bir piridin .20 M sulu çözeltinin pH değeri ve yüzde protonasyon hesaplayın, Cı- ₅ , H ₅ N. K _B C sıcaklıkta ₅ , H ₅ , N 1.8 x 10 ^-9 .

Önce proton transfer dengesini yazın:

${\ displaystyle \ mathrm {H_ {2} O (l) + C_ {5} H_ {5} N (aq) \ leftrightarrow C_ {5} H_ {5} NH ^ {+} (aq) + OH ^ {- } (aq)}}$

${\ displaystyle K_ {b} = \ mathrm {[C_ {5} H_ {5} NH ^ {+}] [OH ^ {-}] \ [C_ {5} H_ {5} N]}} üzerinde$

Tüm konsantrasyonların litre başına mol olarak verildiği denge tablosu şu şekildedir:

	C 5 H 5 N	C 5 H 6 N +	OH -
ilk normallik	.20	0	0
normallikte değişiklik	-x	+ x	+ x
denge normalliği	.20 -x	x	x

Denge molaritelerini bazlık sabitiyle değiştirin	${\ displaystyle K_ {b} = \ mathrm {1.8 \ times 10 ^ {- 9}} = {x \ times x \ üstü .20-x}}$
X'in o kadar küçük olduğunu varsayabiliriz ki, önemli rakamları kullandığımızda anlamsız kalacaktır.	${\ displaystyle \ mathrm {1.8 \ times 10 ^ {- 9}} \ yaklaşık {x ^ {2} \ over .20}}$
X için çözün.	${\ displaystyle \ mathrm {x} \ yaklaşık {\ sqrt {.20 \ times (1.8 \ times 10 ^ {- 9})}} = 1.9 \ times 10 ^ {- 5}}$
X << .20 varsayımını kontrol edin	${\ displaystyle \ mathrm {1} .9 \ times 10 ^ {- 5} \ ll .20}$ ; bu yüzden yaklaşım geçerlidir
[OH - ] = x ile pOH = -log [OH - ] ' den pOH bulun	${\ displaystyle \ mathrm {p} OH \ yaklaşık -log (1.9 \ times 10 ^ {- 5}) = 4.7}$
PH = pK w - pOH'dan,	${\ displaystyle \ mathrm {p} H \ yaklaşık 14.00-4.7 = 9.3}$
[HB + ] = x ve [B] başlangıç = .20 ile protonlanmış yüzde denkleminden ,	${\ displaystyle \ mathrm {p} ercentage \ protonated = {1.9 \ times 10 ^ {- 5} \ over .20} \ times 100 \% =. 0095 \%}$

Piridin Bu araçlar 0,0095% C protonlanmış formda ₅ H ₅ NH ⁺ .

Örnekler

• Alanin
• Amonyak , NH ₃
• Metilamin , CH ₃ NH ₂
• Amonyum hidroksit , NH ₄ OH

Basit Gerçekler

• Zayıf baza bir örnek amonyaktır. Hidroksit iyonları içermez, ancak su ile reaksiyona girerek amonyum iyonları ve hidroksit iyonları oluşturur.
• Zayıf bir baz su ile reaksiyona girdiğinde denge konumu tabandan tabana değişir. Sola ne kadar uzaksa, taban o kadar zayıftır.
• Biyolojik zarın iki tarafı arasında bir hidrojen iyonu gradyanı olduğunda, bazı zayıf bazların konsantrasyonu, zarın yalnızca bir tarafına odaklanır. Zayıf bazlar, asidik sıvılarda birikme eğilimindedir. Asit mide, plazmadan daha yüksek konsantrasyonda zayıf baz içerir. Asitli idrar, alkali idrara kıyasla zayıf bazları daha hızlı atar.

Ayrıca bakınız

• Güçlü taban
• Zayıf asit

Referanslar

Dış bağlantılar

• Georgetown kurs notlarından Zayıf Temeller Rehberi
• Intute'tan Zayıf Bazların Çözümlerinin Asitliği Üzerine Makale