Slaba baza je ona koja se nakon rastvaranja u vodi ne disocira u potpunosti, a dobijeni vodeni rastvor sadrži hidroksidne ione i dotični bazni radikal u malom udjelu, zajedno s velikim udjelom neodlučenih molekula baze. pH, Kb i Kw Bazni rasponi se kreću se od pH iznad 7 (7 je neutralan, poput čiste vode) do 14 (iako neke baze veći pH od 14). Vrijednost pH ima formulu:
Budući da su baze prihvatitelji protona, baza prima vodikov ion iz vode, H2, a preostali H + određuje koncentracija u rastvoru. Slabe baze imat će veću koncentraciju H+ jer su manje u potpunosti protonirane od jačih baza i, stoga, u rastvoru ostaje više vodikovih iona. Ako se u formulu uključi veća koncentracija H+, rezultat će biti nizak pH. Međutim, pH baza obično se izračunava pomoću koncentracije OH– kada se prvo pronađe pOH. To se događa jer koncentracija H+ nije dio reakcije, dok je koncentracija OH– jeste.
Umnožavanjem konjugirane kiseline (poput NH4+) i konjugatne baze (poput NH 3 ) dobija se sljedeće:
budući da je tada,
Uzimanjem logaritama obje strane jednačine postiže se sljedeće:
Konačno, množeći jednačinu s –1, ona se pretvara u:
Nakon dobijanja pOH-a iz prethodne formule pOH, pH se može izračunati pomoću formule: pH = pKw–pOH gdje je pKw = 14,00. Slabe baze postoje u hemijskoj ravnoteži gotovo na isti način kao što to rade slabe kiseline, sa konstantom disocijacijom baze (Kb) što ukazuje na jačinu baze. Naprimjer, kada se amonijak stavi u vodu, postavlja se sljedeća ravnoteža:
Baze koje imaju veliki Kb će se ionizirati potpunije i time su jače baze. Kao što je gore navedeno, pH rastvora ovisi o koncentraciji H+ koja je povezana s koncentracijom OH– konstantom samoionizacija ('Kw' = 1,0 x 10−14). Jaka baza ima nižu koncentraciju H+ jer su u potpunosti protonizirani, a manje vodikovih iona ostaju u rastvoru. Niža koncentracija H+ znači i veću koncentraciju OH–, a samim tim i veći Kb. NaOH je jača baza nego CH3CH2)2NH (l) (dietilamin) koji je jača baza nego NH3 (g) (amonij). Kako baze slabe, to vrijednosti Kb postaju manje.
Postotak protonacije Kao što je gore navedeno, jačinaa baze ovisi prije svega o pH. Da bi lakše opisati jačinu slabih baza, korisno je znati postotak protoniranja – postotak baznih molekula koje su protonirane. Niži postotak odgovarat će nižem pH, jer oba broja proizlaze iz količine protoniranja. Slaba baza je manje protonirana, što dovodi do nižeg pH i nižeg postotka protoniranja. Tipska ravnoteža prenosa protona izgleda ovako:
B predstavlja bazu
U ovoj formuli, [B]inicijal je početna koncentracija baze pretpostavljajući da nije došlo do protoniranja.
Opći problem pH Izračunavanje pH i postotak protonacije 0,20 M vodenog rastvora piridina , C5H5N. Kb for C5H5N je 1,8 x 10−9.
Prvo se napišw ravnoteža prenosa protona;
Tabela ravnoteže, sa svim koncentracijama u molovima po litru + C5H5N C5H6N+ OH− Inicijalna normalnost 0,20 0 0 Promjene normalnosti–x +x +x Ravnoteža normalnosti 0,20 –x x x
Zamjena ravnoteže molarnosti u konstantu baznosti Može se pretpostaviti da je x toliko mali da će biti besmislen kad koristimo značajne brojke. Rješenje za x. Provjerite pretpostavku da je x << 0,20 ; pa aproksimacija vrijedi Ako se traži pOH za pOH = -log [OH−] sa [OH−]=x Od pH = pKwx–pOH, Iz jednačinee za procenat protoniranih s [HB+] = x i [B]inicial = 0,20, Prosječno 0,0095% piridina je protonizirani oblik C5H5NH+.
Primjeri Alanin Amonij, NH3 Metilamin, CH3NH2 Amonij-hidroksid, NH4OH Etilamin C2H5NH2
Jednostavne činjenice Primjer slabe baze je amonijak. Ne sadrži hidroksidne ione, ali reagira s vodom dajući amonijeve i hidroksidne ione.Atkins, Peter, and Loretta Jones. Chemical Principles: The Quest for Insight, 3rd Ed., New York: W.H. Freeman, 2005. Položaj ravnoteže varira od baze do baze, kada slaba baza reagira s vodom. Što je dalje lijevo, baza je slabija.Clark, Jim. "Strong and Weak Bases."N.p.,2002. Web. Kada postoji gradijent vodikovih iona između dvije strane biološke membrane, koncentracija nekih slabih baza je fokusirana na samo jednu stranu membrane. Slabe baze imaju tendenciju nakupljanja u kiseloj tekućini. Želučana kiselina sadrži veću koncentraciju slabe baze od plazme. Kiseli urin, u poređenju s alkalnim urinom, brže luči slabe baze.
Također pogledajte Jaka baza Slaba kiselina
Reference
Vanjski linkovi Guide to Weak Bases from Georgetown course notes Article on Acidity of Solutions of Weak Bases from Intute
Kategorija:Hemija kiselina i baza Kategorija:Hemijski spojevi Kategorija:Baze