的弱碱是很少倾向贡献电子离解在水溶液中,或接受质子的物种。分析其特性的棱镜受几位著名科学家研究得出的定义的约束。
例如,根据布朗斯台德·洛里(Bronsted-Lowry)的定义,弱碱是一种以非常可逆(或无效)的方式接受氢离子H +的碱。在水中,它的H 2 O 分子是向周围碱提供H +的分子。如果不是水而是弱酸HA,则弱碱几乎无法中和它。
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强碱不仅会中和环境中的所有酸,而且还会参与其他化学反应,产生不利(致命)的后果。
出于这个原因,一些弱碱,例如牛奶氧化镁,磷酸盐片或碳酸氢钠,被用作抗酸剂(上图)。
所有弱碱共同在分子或离子上均存在电子对或稳定的负电荷。因此,CO 3 -是相比OH弱碱-; 和产生最小OH基-在其解离(Arrenhius定义)将是最弱的碱。
离解
弱碱可以写为BOH或B。据说在液相中两种碱都发生以下反应时会发生离解(尽管它可以在气体甚至固体中发生):
BOH <=>乙+ + OH -
乙+ H 2 ö<=> HB + + OH -
需要注意的是,虽然两个反应可能会有所不同,他们生产的OH -普通。此外,两个解离建立了一个平衡,因此它们是不完整的。也就是说,实际上只有一部分碱会解离(对于强碱,如NaOH或KOH不会发生)。
第一反应“大棒”更接近于Arrenhius定义基地:离解于水,离子种类,尤其是羟基负离子OH - 。
而第二个反应遵循Bronsted-Lowry的定义,因为B正在质子化或从水中接受H +。
但是,当两个反应建立平衡时,它们被认为是弱碱解离。
氨
氨气可能是最常见的弱碱。其在水中的离解可概述如下:
NH 3(水溶液)+ H 2 O(升)<=> NH 4 +(水溶液)+ OH - (水溶液)
因此,NH 3属于由“ B”表示的碱的类别。
氨离解常数K b由以下表达式给出:
K b = /
在25°C的水中约1.8×10 -5。然后计算其pK b,我们有:
pK b =-log K b
= 4.74
在NH 3的离解中,它从水中接收质子,因此根据布朗斯台德·洛里(Bronsted-Lowry)的观点,水可被视为酸。
在方程式右侧形成的盐是氢氧化铵NH 4 OH,它溶解在水中,仅是氨水。正是由于这个原因,Arrenhius定义为碱满足与氨:其在水中的溶解产生的离子NH 4 +和OH - 。
NH 3能够提供位于氮原子上的一对非共享电子;这就是Lewis对基数的定义。
计算例
弱碱甲胺(CH 3 NH 2)的水溶液的浓度如下:解离前= 0.010M;和 解离后= 0.008 M.
计算K b,pK b,pH和电离百分比。
ķ b
首先,必须写出它在水中的解离方程:
CH 3 NH 2(水溶液)+ H 2 O(升)<=> CH 3 NH 3 +(水溶液)+ OH - (水溶液)
遵循K b的数学表达式
K b = /
在平衡时,=。这些离子来自CH 3 NH 2的解离,因此这些离子的浓度由解离前后的CH 3 NH 2浓度之差给出。
离解 = 初始 - 平衡
离解 = 0.01 M-0.008 M
= 0.002万
因此,= = 2∙10 -3 M
K b =(2∙10 -3)2 M /(8∙10 -2)M
= 5∙10 -4
的pK b
计算K b,很容易确定p K b
pK b =-对数Kb
pK b =-对数5∙10 -4
= 3,301
pH值
要计算pH值,因为它是水溶液,所以必须先计算pOH并从14中减去:
pH值= 14-pOH
pOH =-对数
并且由于OH -浓度是已知的,该计算是简单的
pOH = -log 2∙10 -3
= 2.70
pH = 14-2.7
= 11.3
电离百分比
要计算它,必须确定已经解离了多少碱基。如前所述,下面的等式适用:
(/ °)x 100%
其中°是碱的初始浓度及其共轭酸的浓度。然后计算:
电离百分比=(2∙10 -3 / 1∙10 -2)x 100%
= 20%
物产
-弱胺碱具有特征性的苦味,存在于鱼中,可通过使用柠檬中和。
-它们的解离常数低,这就是为什么它们在水溶液中引起离子浓度低的原因。由于这个原因,它不是良好的导电体。
-在水溶液中,它们产生适度的碱性pH值,这就是为什么它们将石蕊试纸的颜色从红色变为蓝色。
-大多数是胺(弱有机碱)。
-一些是强酸的共轭碱。
-弱分子碱基包含能够与H +反应的结构。
例子
胺类
-甲胺,CH 3 NH 2,Kb = 5.0∙10 -4,pKb = 3.30
-二甲胺,(CH 3)2 NH,Kb = 7.4∙10 -4,pKb = 3.13
-三甲胺,(CH 3)3 N,Kb = 7.4∙10 -5,pKb = 4.13
-吡啶,C 5 H 5 N,Kb = 1.5∙10 -9,pKb = 8.82
-苯胺,C 6 H 5 NH 2,Kb = 4.2×10 -10,pKb = 9.32。
氮碱
含氮碱基的腺嘌呤,鸟嘌呤,胸腺嘧啶,胞嘧啶和尿嘧啶是带有氨基的弱碱基,它们是核酸(DNA和RNA)核苷酸的一部分,遗传信息在此存在。
例如,腺嘌呤是诸如ATP之类的分子的一部分,而ATP是生物的主要能量储备。此外,腺嘌呤存在于诸如黄素腺苷二核苷酸(FAD)和烟碱腺苷二核苷酸(NAD)的辅酶中,它们参与许多氧化物还原反应。
共轭基地
下面弱碱,或能够实现的功能同样地,被安排在递减碱度的顺序为:NH 2 > OH - > NH 3 > CN - > CH 3 COO - >˚F - > NO 3 - >氯- >溴- >我- > CLO 4 -。
酸的共轭碱在给定序列中的位置表明,酸的强度越大,其共轭碱的强度越低。
例如,阴离子我-是极弱的碱,而NH 2是该系列中的最强的。
另一方面,最后,一些常见的有机碱的碱度可以按以下方式排列:醇盐>脂族胺≈酚盐>羧酸盐=芳族胺≈杂环胺。
参考文献
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