ฐานที่อ่อนแอ: ความแตกแยกคุณสมบัติและตัวอย่าง - เคมี - 2026

ฐานอ่อนแอเป็นสายพันธุ์ที่มีแนวโน้มที่เล็ก ๆ น้อย ๆ ที่จะบริจาคอิเล็กตรอนแยกตัวออกในสารละลายหรือโปรตอนยอมรับ ปริซึมที่มีการวิเคราะห์ลักษณะของมันถูกควบคุมโดยคำจำกัดความที่เกิดจากการศึกษาของนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงหลายคน

ตัวอย่างเช่นตามคำนิยามBrønsted-โลว์รีย์ฐานอ่อนแอเป็นหนึ่งที่ยอมรับไฮโดรเจนไอออน H a ⁺ในพลิกกลับมาก (หรือ null) วิธี ในน้ำโมเลกุล H ₂ O คือโมเลกุลที่บริจาค H ⁺ให้กับฐานโดยรอบ ถ้าแทนที่จะเป็นน้ำแสดงว่าเป็นกรดอ่อน HA ฐานที่อ่อนแอแทบจะไม่สามารถทำให้เป็นกลางได้

ที่มา: Midnightcomm จาก Wikimedia Commons

ฐานที่แข็งแกร่งไม่เพียง แต่ทำให้กรดทั้งหมดในสิ่งแวดล้อมเป็นกลาง แต่ยังสามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางเคมีอื่น ๆ ที่มีผลเสีย (และร้ายแรง)

ด้วยเหตุนี้จึงมีการใช้เบสที่อ่อนแอเช่นแมกนีเซียนมหรือเม็ดเกลือฟอสเฟตหรือโซเดียมไบคาร์บอเนตเป็นยาลดกรด (ภาพบน)

ฐานที่อ่อนแอทั้งหมดมักมีคู่อิเล็กตรอนหรือประจุลบที่เสถียรบนโมเลกุลหรือไอออน ดังนั้น CO ₃ ^-จึงเป็นฐานที่อ่อนแอเมื่อเทียบกับ OH ^- ; และฐานที่ก่อให้เกิด OH น้อยที่สุด^-ในการแยกตัวออก (นิยาม Arrenhius) จะเป็นฐานที่อ่อนแอที่สุด

การแยกตัวออก

ฐานที่อ่อนแอสามารถเขียนเป็น BOH หรือ B ได้ว่ากันว่าเกิดการแยกตัวเมื่อปฏิกิริยาต่อไปนี้เกิดขึ้นกับทั้งสองฐานในเฟสของเหลว (แม้ว่ามันสามารถเกิดขึ้นได้ในก๊าซหรือแม้แต่ของแข็งก็ตาม):

BOH <=> B ⁺ + OH ^-

B + H ₂ O <=> HB ⁺ + OH ^-

หมายเหตุว่าถึงแม้จะเกิดปฏิกิริยาทั้งอาจปรากฏที่แตกต่างกันที่พวกเขามีการผลิตของโอ้^-ในการร่วมกัน นอกจากนี้ความแตกต่างทั้งสองยังก่อให้เกิดความสมดุลดังนั้นจึงไม่สมบูรณ์ นั่นคือมีเพียงเปอร์เซ็นต์ของฐานที่แยกตัวออกมาเท่านั้น (ซึ่งไม่ได้เกิดขึ้นกับฐานที่แข็งแกร่งเช่น NaOH หรือ KOH)

ปฏิกิริยาแรก "เกาะติด" อย่างใกล้ชิดกับคำนิยาม Arrenhius ฐาน: แยกออกจากกันในน้ำเพื่อให้สายพันธุ์อิออนโดยเฉพาะอย่างยิ่งแอนไอออนไฮดรอกซิโอ-

ในขณะที่ปฏิกิริยาที่สองปฏิบัติตามคำจำกัดความของ Bronsted-Lowry เนื่องจาก B ถูกโปรตอนหรือรับ H ⁺จากน้ำ

อย่างไรก็ตามปฏิกิริยาทั้งสองเมื่อพวกเขาสร้างสมดุลถือเป็นความร้าวฉานของฐานที่อ่อนแอ

สารแอมโมเนีย

แอมโมเนียอาจเป็นฐานที่อ่อนแอที่สุดของทั้งหมด การแยกตัวในน้ำสามารถระบุได้ดังนี้:

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

ดังนั้น NH _{3 จึง}อยู่ในหมวดหมู่ของฐานที่แสดงโดย 'B'

ค่าคงที่การแยกตัวของแอมโมเนีย K _bได้รับจากนิพจน์ต่อไปนี้:

K _b = /

ซึ่งที่ 25 ° C ในน้ำเป็นเรื่องเกี่ยวกับ 1.8 x 10 -5 การคำนวณ pK _bเรามี:

pK _b = - บันทึก K _b

= 4.74

ในการแยกตัวของ NH ₃จะได้รับโปรตอนจากน้ำดังนั้นน้ำจึงถือได้ว่าเป็นกรดตาม Bronsted-Lowry

เกลือที่เกิดขึ้นทางด้านขวามือของสมการคือแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ NH ₄ OH ซึ่งละลายในน้ำและไม่ได้เป็นอะไรมากไปกว่าแอมโมเนียในน้ำ มันเป็นเพราะเหตุนี้ที่นิยาม Arrenhius สำหรับฐานเป็นจริงกับแอมโมเนีย: ละลายในน้ำผลิตไอออน NH ₄ ⁺และ OH -

NH ₃สามารถบริจาคอิเล็กตรอนที่ไม่ใช้ร่วมกันซึ่งอยู่บนอะตอมไนโตรเจนได้ นี่คือที่มาของคำจำกัดความของ Lewis สำหรับฐาน

ตัวอย่างการคำนวณ

ความเข้มข้นของสารละลายในน้ำของเมธิลามีนที่เป็นเบสอ่อน (CH ₃ NH ₂ ) มีดังนี้: ก่อนการแยกตัว = 0.010 M; หลังการแยกตัว = 0.008 M.

คำนวณ K _b , pK _b , pH และเปอร์เซ็นต์ไอออไนเซชัน

K _ข

ก่อนอื่นต้องเขียนสมการของการแยกตัวในน้ำ:

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

ตามนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ของ K _b

K _b = /

ในสภาวะสมดุล =. ไอออนเหล่านี้มาจากการแยกตัวของ CH ₃ NH ₂ดังนั้นความเข้มข้นของไอออนเหล่านี้จึงได้รับจากความแตกต่างระหว่างความเข้มข้นของ CH ₃ NH ₂ก่อนและหลังการแยกตัว

_dissociated = _{เริ่มต้น} - _{สมดุล}

_{แยกตัวออก} = 0.01 ม. - 0.008 ม

= 0.002 ม

ดังนั้น = = 2 ∙ ^10-3 M

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

= 5 ∙ 10 ^-4

pK _ข

คำนวณ K _bมันง่ายมากที่จะกำหนด pK _b

pK _b = - บันทึก Kb

pK _b = - บันทึก 5 ∙ 10 ^-4

= 3,301

พีเอช

ในการคำนวณ pH เนื่องจากเป็นสารละลายในน้ำจึงต้องคำนวณ pOH และลบออกจาก 14 ก่อน:

pH = 14 - pOH

pOH = - บันทึก

และเนื่องจากทราบค่า OH ^-ความเข้มข้นแล้วการคำนวณจึงตรงไปตรงมา

pOH = - ล็อก 2 ∙ 10 ^-3

= 2.70

pH = 14 - 2.7

= 11.3

เปอร์เซ็นต์ของการแตกตัวเป็นไอออน

ในการคำนวณจะต้องพิจารณาว่าฐานที่แยกออกจากกันมีมากน้อยเพียงใด ดังที่ได้ทำไปแล้วในประเด็นก่อนหน้าจึงใช้สมการต่อไปนี้:

(/ ^° ) x 100%

โดยที่^°คือความเข้มข้นเริ่มต้นของเบสและความเข้มข้นของกรดคอนจูเกต คำนวณแล้ว:

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

= 20%

คุณสมบัติ

- ฐานเอมีนที่อ่อนแอมีรสขมเฉพาะที่มีอยู่ในปลาและถูกทำให้เป็นกลางด้วยการใช้มะนาว

- มีค่าคงที่การแยกตัวต่ำซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ไอออนมีความเข้มข้นต่ำในสารละลายในน้ำ ด้วยเหตุนี้ตัวนำไฟฟ้าที่ดี

- ในสารละลายที่เป็นน้ำจะมีค่า pH ที่เป็นด่างปานกลางซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้กระดาษลิตมัสเปลี่ยนสีจากสีแดงเป็นสีน้ำเงิน

- ส่วนใหญ่เป็นเอมีน (ฐานอินทรีย์ที่อ่อนแอ)

- บางชนิดเป็นเบสคอนจูเกตของกรดแก่

-The ฐานโมเลกุลที่อ่อนแอมีโครงสร้างความสามารถในการทำปฏิกิริยากับ H +

ตัวอย่าง

เอมีน

-Methylamine, CH ₃ NH ₂ , Kb = 5.0 ∙ 10 ^-4 , pKb = 3.30

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

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

-Pyridine, C ₅ H ₅ N, Kb = 1.5 ∙ 10 ^-9 , pKb = 8.82

-aniline, C ₆ H ₅ NH ₂ , Kb = 4.2 * 10 ^-10 , PKB = 9.32

ฐานไนโตรเจน

ฐานไนโตรเจนอะดีนีนกัวนีนไทมีนไซโตซีนและยูราซิลเป็นเบสอ่อนที่มีหมู่อะมิโนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของนิวคลีโอไทด์ของกรดนิวคลีอิก (DNA และ RNA) ซึ่งข้อมูลสำหรับการถ่ายทอดทางพันธุกรรมอยู่

ตัวอย่างเช่นอะดีนีนเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลเช่น ATP ซึ่งเป็นแหล่งกักเก็บพลังงานหลักของสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้อะดีนีนยังมีอยู่ในโคเอนไซม์เช่น flavin adenyl dinucleotide (FAD) และ nicotin adenyl dinucleotide (NAD) ซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการลดออกไซด์จำนวนมาก

ผันฐาน

ฐานที่อ่อนแอต่อไปนี้หรือที่สามารถตอบสนองฟังก์ชันดังกล่าวได้ถูกจัดเรียงตามลำดับความเป็นพื้นฐานที่ลดลง: NH ₂ > OH ^- > NH ₃ > CN ^- > CH ₃ COO ^- > F ^- > NO ₃ ^- > Cl ^- > Br ^- > ผม^- > ClO ₄ -

ตำแหน่งของฐานคอนจูเกตของไฮดราคอยด์ในลำดับที่กำหนดบ่งชี้ว่ายิ่งกรดมีความแข็งแรงมากเท่าใดความแข็งแรงของเบสคอนจูเกตก็จะยิ่งลดลง

ตัวอย่างเช่นไอออน I ^-เป็นเบสที่อ่อนแอมากในขณะที่ NH ₂นั้นแข็งแกร่งที่สุดในซีรีส์

ในทางกลับกันในที่สุดความเป็นพื้นฐานของฐานอินทรีย์ทั่วไปบางส่วนสามารถจัดเรียงได้ดังต่อไปนี้: อัลคอกไซด์> อะลิฟาติกเอมีน box ฟีน็อกไซด์> คาร์บอกซิเลต = อะโรมาติกเอมีน≈เฮเทอโรไซคลิกเอมีน

อ้างอิง

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี. (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
2. Lleane Nieves M. (24 มีนาคม 2014). กรดและเบส . กู้คืนจาก: uprh.edu
3. วิกิพีเดีย (2018) ฐานที่อ่อนแอ สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
4. กองบรรณาธิการ. (2018) กำลังฐานและค่าคงที่การแยกตัวพื้นฐาน สารเคมี ดึงมาจาก: iquimicas.com
5. Chung P. (22 มีนาคม 2018). กรดและเบสอ่อน เคมี Libretexts สืบค้นจาก: chem.libretexts.org