Šablon:Kiseline i bazeSlaba baza je ona koja se nakon rastvaranja u vodi ne disocira u potpunosti, a dobijeni vodeni rastvor sadrži hidroksidne ione i dotični bazni radikal u malom udjelu, zajedno s velikim udjelom neodlučenih molekula baze.
pH, Kb i Kw
Bazni rasponi se kreću se od pH iznad 7 (7 je neutralan, poput čiste vode) do 14 (iako neke baze veći pH od 14). Vrijednost pH ima formulu:
Budući da su baze prihvatitelji protona, baza prima vodikov ion iz vode, H2, a preostali H + određuje koncentracija u rastvoru. Slabe baze imat će veću koncentraciju H+ jer su manje u potpunosti protonirane od jačih baza i, stoga, u rastvoru ostaje više vodikovih iona. Ako se u formulu uključi veća koncentracija H+, rezultat će biti nizak pH. Međutim, pH baza obično se izračunava pomoću koncentracije OH– kada se prvo pronađe pOH. To se događa jer koncentracija H+ nije dio reakcije, dok je koncentracija OH– jeste.
Umnožavanjem konjugirane kiseline (poput NH4+) i konjugatne baze (poput NH 3 ) dobija se sljedeće:
budući da je tada,
Uzimanjem logaritama obje strane jednačine postiže se sljedeće:
Konačno, množeći jednačinu s –1, ona se pretvara u:
Nakon dobijanja pOH-a iz prethodne formule pOH, pH se može izračunati pomoću formule:
pH = pKw–pOH gdje je pKw = 14,00.
Slabe baze postoje u hemijskoj ravnoteži gotovo na isti način kao što to rade slabe kiseline, sa konstantom disocijacijom baze (Kb) što ukazuje na jačinu baze. Naprimjer, kada se amonijak stavi u vodu, postavlja se sljedeća ravnoteža:
Baze koje imaju veliki Kb će se ionizirati potpunije i time su jače baze. Kao što je gore navedeno, pH rastvora ovisi o koncentraciji H+ koja je povezana s koncentracijom OH–konstantom samoionizacija ('Kw' = 1,0 x 10−14). Jaka baza ima nižu koncentraciju H+ jer su u potpunosti protonizirani, a manje vodikovih iona ostaju u rastvoru. Niža koncentracija H+ znači i veću koncentraciju OH–, a samim tim i veći Kb.
NaOH je jača baza nego CH3CH2)2NH (l) (dietilamin) koji je jača baza nego NH3 (g) (amonij). Kako baze slabe, to vrijednosti Kb postaju manje.[1]
Postotak protonacije
Kao što je gore navedeno, jačinaa baze ovisi prije svega o pH. Da bi lakše opisati jačinu slabih baza, korisno je znati postotak protoniranja – postotak baznih molekula koje su protonirane. Niži postotak odgovarat će nižem pH, jer oba broja proizlaze iz količine protoniranja. Slaba baza je manje protonirana, što dovodi do nižeg pH i nižeg postotka protoniranja.[2]
Tipska ravnoteža prenosa protona izgleda ovako:
B predstavlja bazu
U ovoj formuli, [B]inicijal je početna koncentracija baze pretpostavljajući da nije došlo do protoniranja.
Opći problem pH
Izračunavanje pH i postotak protonacije 0,20 M vodenog rastvora piridina , C5H5N. Kb for C5H5N je 1,8 x 10−9.[3]
Prvo se napišw ravnoteža prenosa protona;
Tabela ravnoteže, sa svim koncentracijama u molovima po litru
C5H5N
C5H6N+
OH−
Inicijalna normalnost
0,20
0
0
Promjene normalnosti
–x
+x
+x
Ravnoteža normalnosti
0,20 –x
x
x
Zamjena ravnoteže molarnosti u konstantu baznosti
Može se pretpostaviti da je x toliko mali da će biti besmislen kad koristimo značajne brojke.
Rješenje za x.
Provjerite pretpostavku da je x << 0,20
; pa aproksimacija vrijedi
Ako se traži pOH za pOH = -log [OH−] sa [OH−]=x
Od pH = pKwx–pOH,
Iz jednačinee za procenat protoniranih s [HB+] = x i [B]inicial = 0,20,
Prosječno 0,0095% piridina je protonizirani oblik C5H5NH+.
Primjer slabe baze je amonijak. Ne sadrži hidroksidne ione, ali reagira s vodom dajući amonijeve i hidroksidne ione.[4]
Položaj ravnoteže varira od baze do baze, kada slaba baza reagira s vodom. Što je dalje lijevo, baza je slabija.[5]
Kada postoji gradijent vodikovih iona između dvije strane biološke membrane, koncentracija nekih slabih baza je fokusirana na samo jednu stranu membrane.[6] Slabe baze imaju tendenciju nakupljanja u kiseloj tekućini.[6] Želučana kiselina sadrži veću koncentraciju slabe baze od plazme.[6] Kiseli urin, u poređenju sa alkalnim urinom, brže luči slabe baze.[6]