Base química: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
ampliació |
|||
Línia 117:
== Bases fortes i febles ==
[[Fitxer:Potassium hydroxide.jpg|thumb|Hidròxid de potassi (KOH)
Una base forta és la que es [[Dissociació química|dissocia]] completament en l'aigua, és a dir, aporta el màxim nombre d'ions OH<sup>-</sup>. Per exemple, l'hidròxid de potassi és una base forta.
: KOH → {{quím|OH|-}} + {{quím|K|+}} (en dissolució aquosa)
La teoria de Bronsted - Lowry quantifica la força de les bases, és a dir, la seva capacitat per a escindir un protó de l'àcid. Es mesura mitjançant la constant ''K<sub>b</sub>'' - la [[constant d'equilibri]] de la reacció amb la base d'àcid de comparació. Com més gran sigui la constant de basicitat, més gran serà la força de la base i més gran és la seva capacitat per escindir els protons. Habitualment la constant de basicitat s'expressa com l'índex de basicitat constants p''K<sub>b</sub>''. Per exemple, l'amoníac com una base de Bronsted pot ser descrit:
<p align="center"><math>\mathsf{NH_3+H_2O}\rightleftharpoons\mathsf{NH_4^++OH^-}</math></p>
<p align="center"><math>K_b=\frac{[\mathsf{NH_4^+}]\cdot[\mathsf{OH^-}]}{[\mathsf{NH_3}]} = 1{,}79\cdot10^{-5};</math></p>
<p align="center"><math>\ \mathrm{p}K_b=-\log K_a = 4{,}75.</math></p>
Per a bases polibàsiques es poden obtenir diversos valors de les constants de dissociació ''K<sub>b1</sub>'', ''K<sub>b2</sub>'', etc Per exemple, un ió fosfat pot estar protonat tres vegades
<p align="center"><math>\mathsf{PO_4^{3-}+H_2O}\rightleftharpoons\mathsf{HPO_4^{2-}+OH^-}; K_\mathrm{b1}=\frac{[\mathsf{HPO_4^{2-}}]\cdot[\mathsf{OH^-}]}{[\mathsf{PO_4^{3-}}]} = 2{,}10\cdot10^{-2};</math></p>
<p align="center"><math>\mathsf{HPO_4^{2-}+H_2O}\rightleftharpoons\mathsf{H_2PO_4^-+OH^-}; K_\mathrm{b2}=\frac{[\mathsf{H_2PO_4^-}]\cdot[\mathsf{OH^-}]}{[\mathsf{HPO_4^{2-}}]} = 1{,}58\cdot10^{-7};</math></p>
<p align="center"><math>\mathsf{H_2PO_4^-+H_2O}\rightleftharpoons\mathsf{H_3PO_4+OH^-}; K_\mathrm{b3}=\frac{[\mathsf{H_3PO_4}]\cdot[\mathsf{OH^-}]}{[\mathsf{H_2PO_4^-}]} = 1{,}32\cdot10^{-12}.</math></p>
La potència de la base també es pot caracteritzar per la [[constant d'acidesa]] del seu àcid conjugat ''K<sub>a</sub>'' (BH<sup>+</sup>), on la basicitat del producte és constant ''K<sub>b</sub>'' per una constant ''K<sub>a</sub>'' (BH<sup>+</sup>), el [[producte iònic]] de l'aigua per a solucions aquoses, i la constant d'[[autoprotòlisi]] del dissolvent general.
<p align="center"><math>K_a\mathrm{(NH_4^+)}=\frac{[\mathsf{NH_3}]\cdot[\mathsf{H^+}]}{[\mathsf{NH_4^+}]} = 5{,}62\cdot10^{-10};</math></p>
<p align="center"><math>{K_a\mathrm{(NH_4^+)}}\cdot{K_b\mathrm{(NH_3)}}=K_w=1\cdot10^{-14};</math></p>
<p align="center"><math>{\mathrm{p}K_a\mathrm{(NH_4^+)}}+{\mathrm{p}K_b\mathrm{(NH_3)}}=\mathrm{p}K_w=14</math></p>
Altres exemples de bases fortes són els [[hidròxid]]s dels [[Metall alcalí|metalls alcalins]] i les [[Alcalinoterri|terres alcalines]]:
Linha 144 ⟶ 164:
:<math>\mbox{Kb} = {[\mbox{BH}^+]\cdot[\mbox{OH}^-] \over [\mbox{B}]}</math>
<div class="NavHead">Valors de p''K<sub>b</sub>'' i p''K<sub>a</sub>'' de l'àcid conjugat en solucions aquoses diluïdes </div>
{| class="wikitable"
|-
! Fórmula de la base !! Fórmula de l'àcid conjugat !! p''K<sub>b</sub>'' !! p''K<sub>a</sub>'' (BH<sup>+</sup>) !! Fórmula de la base !! Fórmula de l'àcid conjugat !! p''K<sub>b</sub>'' !! p''K<sub>a</sub>'' (BH<sup>+</sup>)
|-
| ClO<sub>4</sub><sup>-</sup> || HClO<sub>4</sub> || 19 ± 0,5 || -5 ± 0,5 || HPO<sub>4</sub><sup>2-</sup> || H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub><sup>-</sup> || 6,80 || 7,20
|-
| HSO<sub>4</sub><sup>-</sup> || H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> || 16,8 ± 0,5 || -2,8 ± 0,5 || ClO<sup>-</sup> || HClO || 6,75 || 7,25
|-
| H<sub>2</sub>O || H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> || 15,74 || -1,74 || H<sub>2</sub>BO<sub>3</sub><sup>-</sup> || H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub> || 4,76 || 9,24
|-
| NO<sub>3</sub><sup>-</sup> || HNO<sub>3</sub> || 15,32 || -1,32 || NH<sub>3</sub> || NH<sub>4</sub><sup>+</sup> || 4,75 || 9,25
|-
| HOOC-COO<sup>-</sup> || (COOH)<sub>2</sub> || 12,74 || 1,26 || CN<sup>-</sup> || HCN || 4,78 || 9,22
|-
| HSO<sub>3</sub><sup>-</sup> || H<sub>2</sub>SO<sub>3</sub> || 12,08 || 1,92 || CO<sub>3</sub><sup>2-</sup> || HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> || 3,67 || 10,33
|-
| SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> || HSO<sub>4</sub><sup>-</sup> || 12,04 || 1,96 || HOO<sup>-</sup> || H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> || 11,62 || 3,38
|-
| H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub><sup>-</sup> || H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> || 11,88 || 2,12 || PO<sub>4</sub><sup>3-</sup> || HPO<sub>4</sub><sup>2-</sup> || 1,68 || 12,32
|-
| F<sup>-</sup> || HF || 10,86 || 3,14 || OH<sup>-</sup> || H<sub>2</sub>O || -1,74 || 15,74
|-
| NO<sub>2</sub><sup>-</sup> || HNO<sub>2</sub> || 10,65 || 3,35 || NH<sub>2</sub><sup>-</sup> || NH<sub>3</sub> (ж.) || -19 || 33
|-
| CH<sub>3</sub>COO<sup>-</sup> || CH<sub>3</sub>COOH || 9,24 || 4,76 || H<sup>-</sup> || H<sub>2</sub> || -24,6 || 38,6
|-
| SH<sup>-</sup> || H<sub>2</sub>S || 6,95 || 7,05 || СH<sub>3</sub><sup>-</sup> || СH<sub>4</sub> || ~-44 || ~58
|}
=== Superbases ===
{{AP|Superbase}}
| |||