مترجم: سهیلا حاجیزاده
منبع:راسخون
منبع:راسخون
بازها مواد شیمیایی هستند که یا اهداء کنندهی یک جفت الکترون و یا پذیرندهی یک یون هیدروژن در یک واکنش شیمیایی میباشند. بازهای ضعیف قادر به انجام واکنش به طور کامل نیستند. مفهوم بازهای ضعیف بعدا ار این مقاله بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت.
در دنیای شیمی، اسیدها و بازها دو بخش مهم ترکیبات هستند. قبل از این که ما به سمت یافتن دانش بیشتر دربارهی بازهای ضعیف حرکت کنیم، باید نظریه های متعدد در شیمی که اسیدها و بازها را تعریف میکنند، درک کنیم.
توضیحاتی دربارهی بازهای ضعیف
در حالی که برونستد – لاری بازها را به عنوان موادی که پذیرندهی یون هیدروژن، یا به جای پروتونها هستند، تعریف کرد. نظریهی آرنیوس بازها را به عنوان موادی که یک یون هیدروکسید را در محلول آبی آزاد میکنند، تعریف میکنند. درک شده که تعاریف همه این نظریهها (از جمله نظریهی لوئیس اسیدها و بازها) ممکن است دارای برخی محدودیتها بوده و وابسته به کاربرد آنها، دانشمندان از آنها به منظور توضیح خواص اسیدها و بازها استفاده میشود.اسیدهای ضعیف و بازهای ضعیف توانایی ضعیفی به منظور یونیزاسیون در محلول آبی دارند. یونیزاسیون در یک محلول آبی بدین معنی است که، هنگامی که یک باز در آب قرار داده میشود، یک یون هیدروژن (H+) از آب گرفته شده، یا یک یون هیدروکسید (-OH) ترک میشود.
هنگامی که ما از مفهوم برونستد – لاری بازها استفاده میکنیم، بازهای ضعیف را به عنوان مواد شیمیایی تعریف میکنیم که در آن افزودن پروتونها و یونهای هیدروژن به صورت ناقص باقی میماند. این باعث میشود مقدار pH بازهای ضعیف در مقایسه با بازهای قوی بسیار پایین باشد. باید دانست که بازهای قوی دارای pH بالا، نزدیک به 14 میباشد، در حالی که اسیدها دارای مقادیر pH کمتر از 7 میباشد. مقدار pH برای ماهیت خنثی یک ترکیب شیمیایی 7 میباشد.
سطح pH یک ماده ی اسیدی توسط [+pH = -log10[H معین میشود. با این حال، هنگامی که با بازهای ضعیف سروکار داریم، دانستن pOH ضروری میباشد، که به صورت زیر میباشد:
POH = - log10[OH-]
در حالی که ما بازهای ضعیف را توسط دانستن تعریف دقیق آنها درک میکنیم، بهتر است که به منظور درک شفات بازها، بدانید که بازهای قوی چیست.
بازهای قوی مواد شیمیایی هستند که در آن یونهای فلزی و یونهای هیدروکسید به طور کامل از هم جدا هستند. مثالهایی از بازهای قوی مانند سدیم هیدروکسید (NaOH) و پتاسیم هیدروکسید (KOH) را در نظر بگیرید. هنگامی که در آب حل میشود، سدیم هیدروکسی به طور کامل به یونهای سدیم و یونهای هیدروکسید تفکیک میشوند.
به طور مشابه، باز ضعیف یک مادهی شیمیایی مانند آمونیاک میباشد، یونهای هیدروکسید به خودی خود تولید نمیشوند، اما به منظور انجام این کار با آب واکنش میدهند. به بیان ساده، در بازهای ضعیف، یونهای هیدروکسید به طور کامل در محلول یونیزه نمیشوند.
نحوهی تعیین قدرت بازهای ضعیف چگونه است؟
اندازهگیری سطح pH اسیدها و بازها با استفاده از فرمول سطح pH، تنها هنگامی که غلظت یونهای هیدروژن و هیدروکسید شناخته شود، آسانتر است. با این حال، روش بهتری به منظور تعیین قدرت بازها وجود دارد. این روش بر اساس رفتار بازها در آب میباشد. در تعادل شیمیایی، اندازه گیری قدرت بازها توسط ثابت یونیزاسیون پایه یا ثابت تفکیک پایه (Kb) انجام میشود. همین فاکتور برای اسیدهای ضعیف، به عنوان ثابت یونیزاسیون اسید (Ka) شناخته میشود.ثابت یونیزاسیون باز (Kb): ثابت تعادل یک واکنش شیمیایی شامل تفکیک یونهای هیدروکسید میباشد.
Consider B- + H2O ↔ OH- + BH
ثابت یونیزاسیون باز (Kb) معادل با تولید غلظتهای محصولات واکنش شیمیایی بوده که توسط غلظت تعادل باز اصلی تقسیم میشود.
این است که:
Kb = [BH-] [OH]-/[B]
به واسطهی مراتب متعدد بزرگی Kb، مقدار لگاریتم برای محاسبات ترجیح داده میشود. ارتباط بین Kb و pKb مشابه با رابطهی فرمول pH میباشد.
این است که:
pKb = - log10Kb
مقدار Kb بالاتر، باز قویتری میباشد. به طور کلی، بازهای قوی دارای Kb > 1 میباشند، در حالی که بازهای ضعیف دارای Kb < 1 میباشند.
فرمول دیگری که میتواند در یافتن قدرت بازهای ضعیف کمک کند، تولید Kb، Ka و Kw (محصولات یونی آب) میباشد. ارتباط بین این سه به صورت زیر میباشد:
Kb x Ka = Kw = 1.0 x 10-14
آمونیاک (NH3)، تری متیل آمونیاک [N(CH3)3]، پیریدین (C5H5N) و آمونیوم هیدروکسید (NH4OH) برخی مثالهای رایج از بازهای ضعیف میباشند.
