Moc zasady

Moc zasady – ilościowa miara chemicznej „siły działania” zasad. Miarą tej mocy jest ujemny logarytm dziesiętny ze stałej dysocjacji zasady w danych warunkach temperatury i ciśnienia, oznaczany skrótem $\mathrm {p} K_{b}.$

\mathrm {p} K_{b}=-\log[K_{b}]

gdzie $K_{b}$ to stała dysocjacji zasady. Im $\mathrm {p} K_{b}$ jest mniejsze, tym moc zasady jest większa.

Przykładowo dla NaOH:

NaOH → Na⁺ + OH⁻ (dysocjacja w wodzie)

K_{b}=\mathrm {\frac {[Na^{+}][OH^{-}]}{[NaOH]}} >10^{14},\;\mathrm {p} K_{b}<-14

Moc zasad organicznych i amoniaku

Równowaga kwasowo-zasadowa dla zasad organicznych i amoniaku ma postać^[1]^[2]^[3]:

B + H
2O ⇄ BH+
+ OH−

K_{b}=\mathrm {\frac {[BH^{+}][OH^{-}]}{[B]}}

Wartości pK_b można spotkać w starszej literaturze^[3]. Współcześnie zamiast pK_b podaje się wartości pK_a (moc kwasu)^[1]^[2]^[3] (oznaczane czasem jako pK_BH⁺) dla kwasu sprzężonego BH⁺ danej zasady B^[1]:

BH+
+ H
2O ⇄ B + H
3O+

K_{a}'=\mathrm {\frac {[B][H_{3}O^{+}]}{[BH^{+}][H_{2}O]}}

dla rozcieńczonych roztworów przyjmuje się

{[H_{2}O]}=const

i włącza je się do pK_a:

K_{a}=[H_{2}O]K_{a}'=\mathrm {\frac {[B][H_{3}O^{+}]}{[BH^{+}]}}

Obie wartości skorelowane są wzorem:

K_{a}K_{b}=\mathrm {\frac {[B][H_{3}O^{+}]}{[BH^{+}]}} \mathrm {\frac {[BH^{+}][OH^{-}]}{[B]}} =

\mathrm {[H_{3}O^{+}][OH^{-}]}

=K_{H_{2}O}=10^{-14}

pK_a + pK_b = pK_H₂O = 14

Np. dla amoniaku pK_b = 4,7 a pK_a = 9,3, które to wartości dotyczą równań^[1]^[2]:

pK_b:

NH
3 + H
2O ⇄ NH+
4 + OH−

K_{b}=\mathrm {\frac {[NH_{4}^{+}][OH^{-}]}{[NH_{3}]}} =2^{-5},\;\mathrm {p} K_{b}=4,7

pK_a:

NH+
4 + H
2O ⇄ NH
3 + H
3O+

K_{a}=\mathrm {\frac {[NH_{3}][H_{3}O^{+}]}{[NH_{4}^{+}]}} =5^{-10},\;\mathrm {p} K_{a}=9,3

Przykładowe wartości
pK_a i pK_b^[2]^[3]
Związek	pK_a	pK_b
guanidyna	13,6	0,4
dietyloamina	10,8	3,2
amoniak	9,3	4,7
anilina	4,9	9,1
mocznik	0,1	13,9
tiomocznik	–1	15

Mocne zasady

Wartości K_b mocnych zasad w wodzie są na tyle duże (około 10¹³ lub wyższe), że nie daje się ich zmierzyć bezpośrednio. Można jednak porównać ich moc w rozpuszczalnikach organicznych, np. w DMSO lub acetonitrylu^[4].

Mocne zasady:

wodorotlenki litowców: LiOH, NaOH, KOH, RbOH oraz CsOH;
wodorotlenki berylowców (bez berylu i magnezu): Ca(OH)₂, Sr(OH)₂ i Ba(OH)₂.

Zobacz też

Przypisy

↑ ^a ^b ^c ^d Douglas DalzellD.D. Perrin Douglas DalzellD.D., Dissociation constants of organic bases in aqueous solution, Londyn: Butterworths & Co., 1965 (IUPAC), s. 1–2 [dostęp 2023-07-04] .
↑ ^a ^b ^c ^d Dissociation constants of inorganic acids and bases, [w:] CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R.D.R. Lide (red.), wyd. 88, Boca Raton: CRC Press, 2007, s. 8-40–8-41, ISBN 978-0-8493-0488-0 (ang.).
↑ ^a ^b ^c ^d Dissociation constants of organic acids and bases, [w:] CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R.D.R. Lide (red.), wyd. 88, Boca Raton: CRC Press, 2007, s. 8-42–8-51, ISBN 978-0-8493-0488-0 (ang.).
↑ Range of accessible pH-values, [w:] Brian G.B.G. Cox Brian G.B.G., Acids and Bases. Solvent Effects on Acid-Base Strength, Oxford University Press, 2013, s. 3–5, DOI: 10.1093/acprof:oso/9780199670512.001.0001, ISBN 978-0-19-967051-2 (ang.).

Bibliografia

LechL. Pajdowski LechL., Chemia ogólna, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1981, ISBN 83-01-00555-6 .

[Perrin-1] Douglas DalzellD.D. Perrin Douglas DalzellD.D., Dissociation constants of organic bases in aqueous solution, Londyn: Butterworths & Co., 1965 (IUPAC), s. 1–2 [dostęp 2023-07-04] .

[CRC40-2] Dissociation constants of inorganic acids and bases, [w:] CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R.D.R. Lide (red.), wyd. 88, Boca Raton: CRC Press, 2007, s. 8-40–8-41, ISBN 978-0-8493-0488-0 (ang.).

[CRC42-3] Dissociation constants of organic acids and bases, [w:] CRC Handbook of Chemistry and Physics, David R.D.R. Lide (red.), wyd. 88, Boca Raton: CRC Press, 2007, s. 8-42–8-51, ISBN 978-0-8493-0488-0 (ang.).

[Cox-4] Range of accessible pH-values, [w:] Brian G.B.G. Cox Brian G.B.G., Acids and Bases. Solvent Effects on Acid-Base Strength, Oxford University Press, 2013, s. 3–5, DOI: 10.1093/acprof:oso/9780199670512.001.0001, ISBN 978-0-19-967051-2 (ang.).

[1]