le bases faibles ce sont des espèces qui ont peu tendance à donner des électrons, à se dissocier dans des solutions aqueuses ou à accepter des protons. Le prisme avec lequel ses caractéristiques sont analysées est régi par la définition issue des études de plusieurs scientifiques célèbres.
Par exemple, selon la définition de Bronsted-Lowry, une base faible est celle qui accepte de manière très réversible (ou nulle) un ion hydrogène H+. Dans l'eau, sa molécule HdeuxO est celui qui donne un H+ à la base environnante. Si au lieu de l'eau c'était un HA acide faible, alors la base faible pourrait difficilement le neutraliser.
Une base forte neutraliserait non seulement tous les acides de l'environnement, mais pourrait également participer à d'autres réactions chimiques avec des conséquences néfastes (et mortelles)..
C'est pour cette raison que certaines bases faibles, comme la magnésie du lait, ou des comprimés de sels de phosphate ou de bicarbonate de sodium, sont utilisées comme antiacides (image du haut).
Toutes les bases faibles ont en commun la présence d'une paire d'électrons ou d'une charge négative stabilisée sur la molécule ou l'ion. Ainsi, le CO3- est une base faible contre OH-; et la base qui produit moins d'OH- dans sa dissociation (définition Arrenhius) ce sera la base la plus faible.
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Une base faible peut être écrite comme BOH ou B.On dit qu'elle subit une dissociation lorsque les réactions suivantes se produisent avec les deux bases en phase liquide (bien que cela puisse se produire dans des gaz ou même des solides):
BOH <=> B+ + Oh-
B + HdeuxOU ALORS <=> HB+ + Oh-
Notez que bien que les deux réactions puissent sembler différentes, elles ont en commun la production d'OH-. De plus, les deux dissociations établissent un équilibre, elles sont donc incomplètes; c'est-à-dire que seul un pourcentage de la base se dissocie réellement (ce qui ne se produit pas avec des bases fortes telles que NaOH ou KOH).
La première réaction «colle» plus étroitement à la définition d'Arrenhius pour les bases: dissociation dans l'eau pour donner des espèces ioniques, en particulier l'anion hydroxyle OH-.
Alors que la deuxième réaction obéit à la définition de Bronsted-Lowry, puisque B est protoné ou accepte H+ de l'eau.
Cependant, les deux réactions, lorsqu'elles établissent un équilibre, sont considérées comme des dissociations de base faibles.
L'ammoniac est peut-être la base faible la plus courante de toutes. Sa dissociation dans l'eau peut être décrite comme suit:
NH3 (ac) + HdeuxO (l) <=> NH4+ (ac) + OH- (ac)
Par conséquent, le NH3 entre dans la catégorie des bases représentées par 'B'.
La constante de dissociation de l'ammoniac, Kb, est donnée par l'expression suivante:
Kb = [NH4+] [OH-] / [NH3]
Qui à 25 ° C dans l'eau est d'environ 1,8 x 10-5. Puis calculer son pKb vous avez:
paquetb = - log Kb
= 4,74
Dans la dissociation de NH3 Cela reçoit un proton de l'eau, donc l'eau peut être considérée comme un acide selon Bronsted-Lowry.
Le sel formé sur le côté droit de l'équation est l'hydroxyde d'ammonium, NH4OH, qui est dissous dans l'eau et n'est rien d'autre que de l'ammoniac aqueux. C'est pour cette raison que la définition Arrenhius d'une base est remplie avec l'ammoniac: sa dissolution dans l'eau produit des ions NH4+ et OH-.
NH3 est capable de donner une paire d'électrons non partagés situés sur l'atome d'azote; C'est là qu'intervient la définition de Lewis pour une base, [H3N:].
La concentration de la solution aqueuse de la base faible méthylamine (CH3NHdeux) est la suivante: [CH3NHdeux] avant dissociation = 0,010 M; [CH3NHdeux] après dissociation = 0,008 M.
Calculer Kb, paquetb, pH et pourcentage d'ionisation.
Tout d'abord, l'équation de sa dissociation dans l'eau doit s'écrire:
CH3NHdeux (ac) + HdeuxO (l) <=> CH3NH3+ (ac) + OH- (ac)
Suite à l'expression mathématique de Kb
Kb = [CH3NH3+] [OH-] / [CH3NHdeux]
En équilibre, il est satisfait que [CH3NH3+] = [OH-]. Ces ions proviennent de la dissociation du CH3NHdeux, donc la concentration de ces ions est donnée par la différence entre la concentration de CH3NHdeux avant et après dissociation.
[CH3NHdeux]dissocié = [CH3NHdeux]initiale - [CH3NHdeux]Équilibre
[CH3NHdeux]dissocié = 0,01 M - 0,008 M
= 0,002 M
Donc, [CH3NH3+] = [OH-] = 2 ∙ 10-3 M
Kb = (2 ∙ 10-3)deux M / (8 ∙ 10-deux) M
= 5 ∙ 10-4
K calculéb, il est très facile de déterminer pKb
paquetb = - log Kb
paquetb = - log 5 ∙ 10-4
= 3,301
Pour calculer le pH, puisqu'il s'agit d'une solution aqueuse, le pOH doit d'abord être calculé et soustrait de 14:
pH = 14 - pOH
pOH = - log [OH-]
Et puisque la concentration d'OH est déjà connue-, le calcul est direct
pOH = -log 2 ∙ 10-3
= 2,70
pH = 14 à 2,7
= 11,3
Pour le calculer, il faut déterminer dans quelle mesure la base a été dissociée. Comme cela a déjà été fait dans les points précédents, l'équation suivante s'applique:
([CH3NH3+] / [CH3NHdeux]°) x 100%
Où [CH3NHdeux]° est la concentration initiale de la base, et [CH3NH3+] la concentration de son acide conjugué. Calculer ensuite:
Pourcentage d'ionisation = (2 ∙ 10-3 / 1 ∙ 10-deux) x 100%
= 20%
-Les bases amines faibles ont un goût amer caractéristique, présent dans le poisson et qui est neutralisé avec l'utilisation de citron..
-Ils ont une faible constante de dissociation, c'est pourquoi ils provoquent une faible concentration d'ions en solution aqueuse. N'étant pas, pour cette raison, de bons conducteurs d'électricité.
-En solution aqueuse, ils ont un pH alcalin modéré, c'est pourquoi ils changent la couleur du papier de tournesol du rouge au bleu.
-Ce sont principalement des amines (bases organiques faibles).
-Certains sont les bases conjuguées d'acides forts.
-Les bases moléculaires faibles contiennent des structures capables de réagir avec H+.
-Méthylamine, CH3NHdeux, Ko = 5,0 ∙ 10-4, pKb = 3,30
-Diméthylamine, (CH3)deuxNH, Kb = 7,4 ∙ 10-4, pKb = 3,13
-Triméthylamine, (CH3)3N, Kb = 7,4 ∙ 10-5, pKb = 4,13
-Pyridine, C5H5N, Kb = 1,5 ∙ 10-9, pKb = 8,82
-Aniline, C6H5NHdeux, Kb = 4,2 ∙ 10-dix, pKb = 9,32.
Les bases azotées adénine, guanine, thymine, cytosine et uracile sont des bases faibles avec des groupes amino, qui font partie des nucléotides des acides nucléiques (ADN et ARN), où résident les informations de transmission héréditaire.
L'adénine, par exemple, fait partie de molécules comme l'ATP, principal réservoir d'énergie des êtres vivants. De plus, l'adénine est présente dans des coenzymes telles que la flavine adényl dinucléotide (FAD) et la nicotine adényl dinucléotide (NAD), qui sont impliquées dans de nombreuses réactions d'oxydoréduction..
Les bases faibles suivantes, ou pouvant remplir une fonction en tant que telles, sont classées par ordre décroissant de basicité: NHdeux > OH- > NH3 > CN- > CH3ROUCOULER- > F- > NON3- > Cl- > Br- > Je- > ClO4-.
L'emplacement des bases conjuguées des hydracides dans la séquence donnée indique que plus la force de l'acide est grande, plus la force de sa base conjuguée est faible..
Par exemple, l'anion I- est une base extrêmement faible, tandis que NHdeux est le plus fort de la série.
Par contre, enfin, la basicité de certaines bases organiques courantes peut être arrangée comme suit: alcoxyde> amines aliphatiques ≈ phénoxydes> carboxylates = amines aromatiques ≈ amines hétérocycliques.
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