BAZƠ YẾU: SỰ PHÂN LY, TÍNH CHẤT VÀ VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2025

Các bazơ yếu là những loài có ít xu hướng cho electron phân ly trong dung dịch nước, hoặc nhận proton. Lăng kính mà các đặc điểm của nó được phân tích được điều chỉnh bởi định nghĩa phát sinh từ các nghiên cứu của một số nhà khoa học nổi tiếng.

Ví dụ, theo định nghĩa Bronsted-Lowry, một bazơ yếu là một bazơ chấp nhận một ion hydro H ⁺ theo cách rất thuận nghịch (hoặc vô hiệu) . Trong nước, phân tử H ₂ O của nó là phân tử tạo H ⁺ cho bazơ xung quanh. Nếu thay vì nước, đó là một axit yếu HA, thì bazơ yếu khó có thể trung hòa nó.

Nguồn: Midnightcomm, từ Wikimedia Commons

Một bazơ mạnh sẽ không chỉ trung hòa tất cả các axit trong môi trường mà còn có thể tham gia vào các phản ứng hóa học khác với hậu quả bất lợi (và gây tử vong).

Chính vì lý do này mà một số bazơ yếu, chẳng hạn như magie sữa, hoặc viên muối photphat hoặc natri bicacbonat, được sử dụng làm thuốc kháng axit (hình trên).

Tất cả các bazơ yếu đều có điểm chung là sự hiện diện của một cặp electron hoặc một điện tích âm ổn định trên phân tử hoặc ion. Như vậy, CO ₃ ^- là một bazơ yếu so với OH ^- ; và bazơ tạo ra ít OH ^- trong sự phân ly của nó (định nghĩa của Arrenhius) sẽ là bazơ yếu nhất.

Phân ly

Bazơ yếu có thể được viết là BOH hoặc B. Nó được cho là trải qua sự phân ly khi các phản ứng sau đây xảy ra với cả hai bazơ trong pha lỏng (mặc dù nó có thể xảy ra trong chất khí hoặc thậm chí chất rắn):

BOH <=> B ⁺ + OH ^-

B + H ₂ O <=> HB ⁺ + OH ^-

Lưu ý rằng mặc dù cả hai phản ứng có thể xuất hiện khác nhau, họ có sản xuất OH ^- điểm chung . Hơn nữa, hai sự phân ly thiết lập một trạng thái cân bằng, vì vậy chúng không hoàn toàn; nghĩa là chỉ có một phần trăm bazơ thực sự phân ly (điều này không xảy ra với bazơ mạnh như NaOH hoặc KOH).

Phản ứng đầu tiên "phù hợp" hơn với định nghĩa Arrenhius về bazơ: phân ly trong nước để tạo ra các ion, đặc biệt là anion hydroxyl OH ^- .

Trong khi phản ứng thứ hai, tuân theo định nghĩa Bronsted-Lowry, vì B đang được proton hóa hoặc nhận H ⁺ từ nước.

Tuy nhiên, hai phản ứng, khi chúng thiết lập một trạng thái cân bằng, được coi là sự phân ly bazơ yếu.

Amoniac

Amoniac có lẽ là bazơ yếu phổ biến nhất. Sự phân ly của nó trong nước có thể được trình bày như sau:

NH ₃ (aq) + H ₂ O (l) <=> NH ₄ ⁺ (aq) + OH ^- (aq)

Do đó, NH ₃ thuộc loại bazơ được đại diện bởi 'B'.

Hằng số phân ly amoniac, K _b , được cho bởi biểu thức sau:

K _b = /

Mà ở 25 ° C trong nước là khoảng 1,8 x 10 ^-5 . Tính pK _b của nó ta có:

pK _b = - log K _b

= 4,74

Trong sự phân ly NH _3, nó nhận một proton từ nước, do đó, nước có thể được coi là một axit theo Bronsted-Lowry.

Muối được hình thành ở bên phải của phương trình là amoni hydroxit, NH ₄ OH, được hòa tan trong nước và không phải là amoniac trong nước. Đó là lý do mà định nghĩa Arrenhius cho một bazơ được ứng dụng với amoniac: sự hòa tan của nó trong nước tạo ra các ion NH ₄ ⁺ và OH ^- .

NH ₃ có khả năng nhường một cặp electron không chia sẻ nằm trên nguyên tử nitơ; Đây là nơi đưa ra định nghĩa Lewis cho một cơ sở,.

Ví dụ tính toán

Nồng độ của dung dịch nước của metylamin bazơ yếu (CH ₃ NH ₂ ) như sau: trước khi phân ly = 0,010 M; sau khi phân ly = 0,008 M.

Tính K _b , pK _b , pH và phần trăm độ ion hóa.

K _b

Đầu tiên phương trình phân ly của nó trong nước phải được viết:

CH ₃ NH ₂ (aq) + H ₂ O (l) <=> CH ₃ NH ₃ ⁺ (aq) + OH ^- (aq)

Theo biểu thức toán học của K _b

K _b = /

Ở trạng thái cân bằng, =. Các ion này sinh ra từ sự phân ly của CH ₃ NH ₂ , do đó nồng độ của các ion này được cho bởi sự khác biệt giữa nồng độ của CH ₃ NH ₂ trước và sau khi phân ly.

_{phân ly} = _{ban đầu} - _{cân bằng}

_{phân ly} = 0,01 M - 0,008 M

= 0,002 triệu

Vì vậy, = = 2 ∙ 10 ^-3 M

K _b = (2 ∙ 10 ^-3 ) ² M / (8 ∙ 10 ^-2 ) M

= 5 ∙ 10 ^-4

pK _b

Tính được K _b , rất dễ xác định pK _b

pK _b = - log Kb

pK _b = - log 5 ∙ 10 ^-4

= 3,301

độ pH

Để tính pH, ​​vì nó là một dung dịch nước, trước tiên pOH phải được tính và trừ đi 14:

pH = 14 - pOH

pOH = - log

Và vì đã biết nồng độ OH ^- nên việc tính toán rất đơn giản

pOH = -log 2 ∙ 10 ^-3

= 2,70

pH = 14 - 2,7

= 11,3

Phần trăm ion hóa

Để tính toán nó, phải xác định xem bazơ đã bị phân ly bao nhiêu phần trăm. Vì điều này đã được thực hiện ở các điểm trước, phương trình sau được áp dụng:

(/ ^° ) x 100%

Trong đó ^° là nồng độ ban đầu của bazơ và nồng độ của axit liên hợp của nó. Tính toán sau đó:

Phần trăm ion hóa = (2 ∙ 10 ^-3 / 1 ∙ 10 ^-2 ) x 100%

= 20%

Tính chất

- Bazơ amin yếu có vị đắng đặc trưng, ​​có trong cá và được trung hòa khi sử dụng chanh.

-Chúng có hằng số phân ly thấp, đó là lý do tại sao chúng gây ra nồng độ ion thấp trong dung dịch nước. Vì lý do này, không phải là vật dẫn điện tốt.

-Trong dung dịch nước, chúng có độ pH kiềm vừa phải, đó là lý do chúng làm đổi màu giấy quỳ từ đỏ sang xanh.

-Phần lớn chúng là amin (bazơ hữu cơ yếu).

-Một số là bazơ liên hợp của axit mạnh.

-Các gốc phân tử yếu chứa cấu trúc có khả năng phản ứng với H ⁺ .

Ví dụ

Amin

-Metylamin, CH ₃ NH ₂ , Kb = 5,0 ∙ 10 ^-4 , pKb = 3,30

-Dimetylamin, (CH ₃ ) ₂ NH, Kb = 7,4 ∙ 10 ^-4 , pKb = 3,13

-Trimetylamin, (CH ₃ ) ₃ N, Kb = 7,4 ∙ 10 ^-5 , pKb = 4,13

-Pyridin, C ₅ H ₅ N, Kb = 1,5 ∙ 10 ^-9 , pKb = 8,82

-Anilin, C ₆ H ₅ NH ₂ , Kb = 4,2 * 10 ^-10 , pKb = 9,32.

Bazơ nitơ

Các bazơ nitơ adenin, guanin, thymin, cytosine và uracil là các bazơ yếu với các nhóm amin, là một phần của các nucleotit của axit nucleic (DNA và RNA), nơi chứa thông tin để truyền di truyền.

Ví dụ, Adenine là một phần của các phân tử như ATP, nguồn năng lượng chính của sinh vật. Hơn nữa, adenin có trong các coenzym như flavin adenyl dinucleotide (FAD) và nicotin adenyl dinucleotide (NAD), tham gia vào nhiều phản ứng khử oxit.

Liên hợp các căn cứ

Các bazơ yếu sau đây hoặc có thể thực hiện một chức năng như vậy được sắp xếp theo thứ tự tính bazơ giảm dần: NH ₂ > OH ^- > NH ₃ > CN ^- > CH ₃ COO ^- > F ^- > NO ₃ ^- > Cl ^- > Br ^- > Tôi ^- > ClO ₄ ^- .

Vị trí của bazơ liên hợp của các hyđrat trong dãy đã cho chỉ ra rằng axit càng mạnh thì độ mạnh của bazơ liên hợp càng thấp.

Ví dụ, anion I ^- là một bazơ cực kỳ yếu, trong khi NH ₂ là mạnh nhất trong chuỗi.

Mặt khác, cuối cùng, tính bazơ của một số bazơ hữu cơ thông thường có thể được sắp xếp theo cách sau: ankin> amin béo ≈ phenoxit> cacboxylat = amin thơm ≈ amin dị vòng.

Người giới thiệu

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học. (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
2. Lleane Nieves M. (ngày 24 tháng 3 năm 2014). Axit và bazơ. . Phục hồi từ: uprh.edu
3. Wikipedia. (2018). Cơ sở yếu. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
4. Nhóm biên tập. (2018). Lực cơ bản và hằng số phân ly cơ bản. hóa chất. Phục hồi từ: iquimicas.com
5. Chung P. (22/03/2018). Axit và bazơ yếu. Hóa học Libretexts. Được khôi phục từ: chem.libretexts.org