ضعف قواعد التفكك والخصائص والأمثلة

ال قواعد ضعيفة إنها أنواع ذات ميل ضئيل للتبرع بالإلكترونات أو الانفصال في المحاليل المائية أو قبول البروتونات. يحكم المنشور الذي يتم به تحليل خصائصه التعريف الذي انبثق من دراسات العديد من العلماء المشهورين.

على سبيل المثال ، وفقًا لتعريف Bronsted-Lowry ، فإن القاعدة الضعيفة هي التي تقبل أيون هيدروجين H قابل للانعكاس جدًا (أو لاغٍ)⁺. في الماء ، جزيء H₂أو هو الذي يتبرع H⁺ إلى القاعدة المحيطة. إذا كان الماء HA ضعيفًا بدلاً من الماء ، فيمكن بالكاد تحييد القاعدة الضعيفة.

لن تؤدي القاعدة القوية إلى تحييد جميع الأحماض في البيئة فحسب ، بل يمكنها أيضًا المشاركة في تفاعلات كيميائية أخرى ذات عواقب ضارة (ومميتة).

ولهذا السبب ، يتم استخدام بعض القواعد الضعيفة ، مثل مغنيسيوم الحليب أو أقراص من أملاح الفوسفات أو بيكربونات الصوديوم ، كمضادات حموضة (الصورة العليا).

تشترك جميع القواعد الضعيفة في وجود زوج من الإلكترونات أو شحنة سالبة مثبتة في الجزيء أو الأيونات. وبالتالي ، فإن CO₃^- إنها قاعدة ضعيفة ضد OH^-. وتلك القاعدة التي تنتج أقل OH^- في تفككها (تعريف Arrenhius) سيكون أضعف قاعدة.

مؤشر

• 1 الانفصال
  • 1.1 الأمونيا
  • 1.2 مثال حساب
• 2 خصائص
• 3 أمثلة
  • 3.1 الأمينات
  • 3.2 قواعد النيتروجين
  • 3.3 قواعد مترابطة
• 4 المراجع

تفكك

يمكن كتابة قاعدة ضعيفة مثل BOH أو B. ويُقال إنها تتعرض للانفصال عند حدوث التفاعلات التالية في الطور السائل مع كلتا القاعدتين (على الرغم من أنه يمكن أن يحدث في الغازات أو حتى المواد الصلبة):

بوه <=> B⁺ + OH^-

ب + ح₂O <=> نصف إقامة⁺ + OH^-

لاحظ أنه على الرغم من أن كلا التفاعلين قد يبدو مختلفين ، إلا أنهما تشتركان في إنتاج OH^-. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الفصلين يؤسسان التوازن ، لذا فهو غير مكتمل ؛ أي أن نسبة مئوية فقط من القاعدة تنفصل فعليًا (والتي لا تحدث مع قواعد قوية مثل NaOH أو KOH).

يكون أول رد فعل "مرتبط" بتعريف Arrenhius للقواعد: التفكك في الماء لإعطاء الأنواع الأيونية ، وخاصة أنون الهيدروكسيل OH^-.

في حين أن رد الفعل الثاني يطيع تعريف Bronsted-Lowry ، لأن B هو protonando أو يقبل H⁺ من الماء.

ومع ذلك ، فإن ردود الفعل اثنين ، عند إنشاء توازن ، تعتبر الانفصال من قاعدة ضعيفة.

نشادري

ربما تكون الأمونيا هي القاعدة الأكثر شيوعًا على الإطلاق. يمكن تخطيط تفككها في الماء بالطريقة التالية:

NH₃ (ac) + H₂يا (ل)   <=>   NH₄⁺ (ac) + OH^- (آق)

لذلك ، NH₃ يدخل فئة القواعد الممثلة بـ "B".

تفكك ثابت الأمونيا ، K_ب, تعطى بواسطة التعبير التالي:

K_ب = [NH₄⁺] [OH^-] / [NH₃]

التي عند 25 درجة مئوية في الماء حوالي 1.8 × 10^-5. ثم حساب pK الخاص بك_ب لديك:

PK_ب = - سجل K_ب

= 4.74

في تفكك NH₃ يتلقى هذا البروتون من الماء ، لذلك يمكن اعتباره بمثابة حمض وفقًا لـ Bronsted-Lowry.

الملح الذي يتكون من الجانب الأيمن من المعادلة هو هيدروكسيد الأمونيوم ، NH₄OH ، الذي يذوب في الماء وليس سوى الأمونيا المائية. ولهذا السبب ، تمت مطابقة تعريف Arrenhius للقاعدة بالأمونيا: إذ يؤدي ذوبانها في الماء إلى إنتاج أيونات NH₄⁺ و OH^-.

NH₃ قادر على التبرع بزوج من الإلكترونات دون مشاركة موجودة في ذرة النيتروجين ؛ هذا هو المكان الذي يأتي فيه تعريف لويس للقاعدة ، [H₃N].

مثال حساب

تركيز المحلول المائي لقاعدة الميثيلامين الضعيفة (CH₃NH₂) هي التالية: [CH₃NH₂] قبل التفكك = 0.010 م ؛ [CH₃NH₂] بعد التفكك = 0.008 م.

احسب K_ب, PK_ب, درجة الحموضة ونسبة التأين.

K_ب

أولاً يجب كتابة معادلة تفككها في الماء:

CH₃NH₂ (ac) + H₂يا (ل)    <=>     CH₃NH₃⁺ (ac) + OH^- (آق)

بجانب التعبير الرياضي لـ K_ب 

K_ب = [CH₃NH₃⁺] [OH^-] / [CH₃NH₂]

في حالة التوازن ، يتحقق ذلك [CH₃NH₃⁺] = [OH^-]. هذه الأيونات تأتي من تفكك CH₃NH₂, لذلك يتم إعطاء تركيز هذه الأيونات بالفرق بين تركيز CH₃NH₂ قبل وبعد الانفصال.

[CH₃NH₂]_نأت = [CH₃NH₂]_أول - [CH₃NH₂]_توازن

[CH₃NH₂]_نأت = 0.01 م - 0.008 م

= 0.002 م

ثم ، [CH₃NH₃⁺] = [OH^-] = 2 ∙ 10^-3 M

K_ب = (2 ∙ 10^-3)² م / (8 ∙ 10^-2) م

= 5 ∙ 10^-4

PK_ب

يحسب ك_ب, من السهل جدًا تحديد pK_ب

PK_ب = - سجل كيلو بايت

PK_ب = - سجل 5 ∙ 10^-4

= 3،301

الرقم الهيدروجيني

لحساب الرقم الهيدروجيني ، نظرًا لأنه محلول مائي ، يجب حساب pOH أولاً وطرحه على 14:

الرقم الهيدروجيني = 14 - pOH

pOH = - سجل [OH^-]

وكما هو معروف بالفعل تركيز OH^-, الحساب مباشر

pOH = -log 2 ∙ 10^-3

= 2.70

الرقم الهيدروجيني = 14 - 2.7

= 11.3

نسبة التأين

لحسابها ، يجب تحديد مقدار فصل القاعدة. بما أن هذا قد تم بالفعل في النقاط السابقة ، تنطبق المعادلة التالية:

([CH₃NH₃⁺] / [CH₃NH₂]^°) × 100 ٪

أين [CH₃NH₂]^° هو التركيز الأولي للقاعدة ، و [CH₃NH₃⁺] تركيز حمضها المترافق. حساب ثم:

نسبة التأين = (2 ∙ 10^-3 / 1 ∙ 10^-2) × 100 ٪

= 20 ٪

خصائص

-تتمتع الأمينات ذات القواعد الضعيفة بطعم مرير مميز ، موجود في الأسماك ويتم تحييده باستخدام الليمون.

-لديهم ثابت تفكك منخفض ، وهذا هو السبب في أنها تسبب تركيز منخفض من الأيونات في محلول مائي. لا يجري ، لهذا السبب ، الموصلات الجيدة للكهرباء.

-في محلول مائي ينتجون درجة حموضة قلوية معتدلة ، بحيث يغيرون لون ورقة عباد الشمس من الأحمر إلى الأزرق.

-معظمهم الأمينات (قواعد العضوية ضعيفة).

-بعضها قواعد مترابطة للأحماض القوية.

-تحتوي القواعد الجزيئية الضعيفة على هياكل قادرة على التفاعل مع H⁺.

أمثلة

الأمينات

-ميثيلامين ، CH₃NH₂, كيلوبايت = 5.0 ∙ 10^-4, pKb = 3.30

-ديميثيلامين ، (CH₃)₂NH ، كيلو بايت = 7.4 ∙ 10^-4, pKb = 3.13

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

-بيريدين ، سي₅H₅N ، Kb = 1.5 ∙ 10^-9, pKb = 8.82

-أنيلين ، سي₆H₅NH₂, كيلوبايت = 4.2 ∙ 10^-10, pKb = 9.32.

القواعد النيتروجينية

القواعد النيتروجينية - الأدينين ، الجوانيين ، الثيمين ، السيتوزين ، اليوراسيل هي قواعد ضعيفة مع مجموعات أمينية ، والتي تشكل جزءًا من النيوكليوتيدات للأحماض النووية (DNA و RNA) ، حيث توجد المعلومات الخاصة بالانتقال الوراثي.

الأدينين ، على سبيل المثال ، هو جزء من جزيئات مثل ATP ، خزان الطاقة الرئيسي للكائنات الحية. بالإضافة إلى ذلك ، يوجد الأدينين في أنزيمات مثل فلافين أدينيل دينوكليوتيد (FAD) ونيكوتين أدينيل دينوكليوتيد (NAD) ، والتي تشارك في العديد من تفاعلات الحد من الأكسدة.

قواعد مترابطة

القواعد الضعيفة التالية ، أو التي يمكن أن تؤدي وظيفة على هذا النحو ، مرتبة بترتيب تنازلي من الأساسيات: NH₂ > أوه^- > NH₃ > CN^- > CH₃COO^- > واو^- > لا₃^- > Cl^- > ر^- > أنا^- > ClO₄^-.

يشير موقع القواعد المترافقة للهيدروريدات في التسلسل المحدد إلى أنه كلما زادت قوة الحامض ، كلما انخفضت قوة قاعدته المرافقة..

على سبيل المثال ، أنيون الأول^- انها قاعدة ضعيفة للغاية ، في حين NH₂ هو الأقوى في السلسلة.

من ناحية أخرى ، في الختام ، يمكن طلب قاعدية بعض القواعد العضوية الشائعة بالطريقة التالية: ألكوكسيد> الأمينات الأليفاتية - فينوكسيدات> الكربوكسيل = الأمينات العطرية - الأمينات الحلقية غير المتجانسة.

مراجع

1. بياض ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). الكيمياء. (الطبعة الثامنة). CENGAGE التعلم.
2. Lleane Nieves M. (24 مارس 2014). الأحماض والقواعد. [PDF]. تم الاسترجاع من: uprh.edu
3. ويكيبيديا. (2018). قاعدة ضعيفة. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
4. فريق التحرير (2018). قوة قاعدة والتفكك الأساسية ثابتة. iquimicas. تعافى من: iquimicas.com
5. تشونغ P. (22 مارس 2018). الأحماض والقواعد الضعيفة. Libretexts الكيمياء. تم الاسترجاع من: chem.libretexts.org