15.8:
المحاليل القاعدية الضعيفة
15.8:
المحاليل القاعدية الضعيفة
تنتج بعض المركبات أيونات الهيدروكسيد عند إذابتها بالتفاعل الكيميائي مع جزيئات الماء. في جميع الحالات ، تتفاعل هذه المركبات جزئيًا فقط وبالتالي تُصنف على أنها قواعد ضعيفة. هذه الأنواع من المركبات هي أيضا وفيرة في الطبيعة والسلع الهامة في مختلف التقنيات. على سبيل المثال ، يبلغ الإنتاج العالمي للأمونيا القاعدية الضعيفة عادةً أكثر من 100 طن متري سنويًا ، حيث يتم استخدامها على نطاق واسع كسماد زراعي ، ومادة خام للتخليق الكيميائي للمركبات الأخرى ، ومكون نشط في المنظفات المنزلية. عند إذابتها في الماء ، تتفاعل الأمونيا جزئيًا لإنتاج أيونات الهيدروكسيد ، كما هو موضح هنا:
هذا ، بحكم التعريف ، تفاعل حمضي قاعدي ، في هذه الحالة يتضمن نقل أيونات H + من جزيئات الماء إلى جزيئات الأمونيا. في ظل الظروف النموذجية ، يوجد حوالي 1٪ فقط من الأمونيا الذائبة على هيئة أيونات NH 4 +
حساب تراكيز أيونات الهيدروكسيد و pOH في محلول قاعدة ضعيفة
أوجد تركيز أيون الهيدروكسيد ، و pOH ، ودرجة الحموضة لمحلول 0.25 M من ثلاثي ميثيل أمين ، وهو قاعدة ضعيفة:
جدول ICE لهذا النظام هو
| (CH 3 ) 3 N ( عبد القدير ) | (CH 3 ) 3 NH + ( aq ) | OH & # 8722؛ ( aq ) | |
| التركيز الأولي (M) | 0.25 | 0 | ~ 0 |
| تغيير (M) | & # 8722؛ x | + x | + x |
| تركيز التوازن (M) | 0.25 & # 8722 ؛ x | 0 + x | ~ 0 + x |
استبدال شروط تركيز التوازن في التعبير K b يعطي
بافتراض x & # 60؛ & # 60؛ 0.25 وإيجاد عوائد x
هذه القيمة أقل من 5٪ من التركيز الأولي (0.25) ، لذا فإن الافتراض مبرر.
كما هو محدد في جدول ICE ، x تساوي تركيز توازن أيون الهيدروكسيد:
يُحسب pOH ليكون
استخدام العلاقة
بحساب الرقم الهيدروجيني:
إذا كان الرقم الهيدروجيني 0.28 M من محلول إيثيل أمين (C 2 H 5 NH 2 ) هو 12.10 ، فما هو K b ؟
لحساب K b لإيثيل أمين ، يجب أولاً تحديد pOH وتركيز أيون الهيدروكسيد. نظرًا لأن الرقم الهيدروجيني هو 12.10 ، فيمكن حساب الأس الهيدروجيني على النحو التالي:
نظرًا لأن pOH هو 1.90 ، يمكن حساب تركيز أيون الهيدروكسيد في المحلول باستخدام الصيغة
يمكن إنشاء جدول ICE لهذا النظام على النحو التالي
| C 2 H 5 NH 2 ( aq ) | C 2 H 5 NH 3 + (aq) | OH & # 8722؛ (aq) | |
| التركيز الأولي (M) | 0.28 | 0 | ~ 0 |
| تغيير (M) | & # 8722؛ 0.0126 | + 0.0126 | + 0.0126 |
| تركيز التوازن (M) | 0.28 & # 8722 ؛ 0.0126 | 0.0126 | 0.0126 |
نظرًا لأن 0.0126 م هي 4.5٪ من 0.28 م ، 0.28 & # 8722 ؛ يمكن اعتبار 0.0126 مساوية تقريبًا لـ 0.28 م وفقًا لقاعدة 5٪.
بعد استبدال القيم أعلاه في التعبير عن K b لإيثيل أمين ،
هذا النص مقتبس من Openstax، Chemistry 2e القسم 4.2: تصنيف التفاعلات الكيميائية و 14.3 القوة النسبية للأحماض والقواعد.