Слабые кислоты и слабые основания в химии

Слабые кислоты
Размышляя о том, что делает кислоту слабой, подумайте о ее свойстве диссоциации. Когда они растворяются в растворе, слабые кислоты не полностью диссоциируют на различные составляющие их ионы. Кроме того, когда слабая кислота растворяется в воде, устанавливается равновесие между концентрациями самой слабой кислоты и составляющих ее ионов. Слабая кислота не полностью ионизируется в растворе.

Например, плавиковая кислота, HF, является слабой кислотой. При растворении в воде ион HF находится в равновесии с H +, который реагирует с водой с образованием гидрония и ионов F–. Поскольку кислота не полностью диссоциирует на свои ионные компоненты, это слабая кислота.

HA + H2o ? H3o+ + A–

Существует только несколько сильных кислот. Как только вы узнаете и запомните сильные кислоты, вы можете предположить, что все остальные кислоты являются слабыми кислотами. Кроме того, вы можете отличить сильную кислоту от слабой, посмотрев на значения константы диссоциации кислоты, Ka или pKa. Сильные кислоты, как правило, имеют высокое значение Ka и низкое значение pKa, в то время как слабые кислоты имеют небольшие значения Ka и высокие значения pKa.

Слабые основания
Концепция очень похожа, когда речь идет о слабом основании; однако в данном случае слабое основание - это основание, которое не может полностью ионизировать или полностью принимать ионы водорода в растворе. Основание должно диссоциировать в растворе, чтобы оно вступило в реакцию с кислотой с образованием пары кислота-основание; если основание не распадается на составляющие его ионы, оно не способно реагировать так, как должно. При растворении в воде раствор содержит небольшое количество гидроксид-ионов и большое количество недиссоциированного основания. Слабое основание не ионизируется полностью.

Например, с гидроксидом аммония, NH4OH, аналогами основания являются NH4 + и OH–; NH4 + предположительно принимает кислый водород в растворе; однако в слабом основании эти ионы не полностью диссоциируют, поэтому образуется смесь NH4OH икислотно-щелочная пара.

B + H2o ? BH + + OH–

Вы можете отличить сильное основание от слабого по его константе диссоциации основания, Кб. Эта переменная математически представляет силу основания; чем слабее основание, тем меньше значение Kb.

Пример – уксусная кислота сильная или слабая?
Значение Ка в уксусной кислоте составляет 1,8 ? 10-5. Поскольку Ka довольно мал, уксусная кислота является слабой кислотой, и она не полностью ионизируется в воде.

Список слабых кислот
Слабые кислоты остаются в основном в виде полной молекулы в растворе. Только небольшая часть молекулы кислоты “распадается” или диссоциирует на ионы. Однако эти “слабые кислоты” все еще могут быть очень коррозионными и опасными. Это краткий список примеров слабых кислот, но их гораздо больше!

Муравьиная кислота (HCOOH)
Уксусная кислота (CH3 COOH)
Бензойная кислота (C6h5 COOH)
Плавиковая кислота (HF)
Фосфорная кислота (H3PO4)
Сернистая кислота (H2SO3)
Углекислота (H2CO3)
Азотистая кислота (HNO 2)
Синильная кислота (HCN)
Сероводородная кислота (H2s)
Лимонная кислота (C6h8o7)

Список слабых оснований
Вот список некоторых примеров слабых оснований. Многие слабые основания представляют собой просто малорастворимые гидроксиды, такие как гидроксид магния, в то время как другие представляют собой органические соединения.

Гидроксид аммония (NH4OH)
Анилин (C6h5 NH2)
Аммиак (NH3)
Метиламин (CH3NH2)
Этиламин (CH3 CH2 NH2)
Гидроксид алюминия (Al(OH)3)
Гидроксид магния (Mg(OH)2)
Пиридин (C5h5n)
Бикарбонат натрия (NaHCO3)

Какое самое слабое основание?
Воду можно считать как слабой кислотой, так и слабым основанием, поскольку она слегка ионизируется, образуя как ионы водорода, так и ионы гидроксида. Это, безусловно, одно из самых слабых оснований!

Соли сильных кислот и сильных оснований, образующие растворы, считаются нейтральными. Примерами являются перхлорат натрия, хлорид натрия и нитрат натрия. Мы бы классифицировали эти соединения как “нейтральные”, а не как слабые основания.

Слабые кислоты и основания в реальных приложениях
Слабые кислоты и основания обычно используются в органической химии и биохимии для создания буферного раствора, при титровании или для катализации определенной реакции.

Уксусная кислота является активным компонентом, присутствующим в уксусе.
Бензойная кислота встречается в природе во многих растениях и обычно используется для консервирования пищевых продуктов.

Аммиак встречается в бытовых чистящих средствах, средствах от насекомых, удобрениях и многом другом.

Сильные против Концентрированные и слабые против Разбавлять
Вы должны быть осторожны, когда думаете о сильной кислоте или основании по сравнению с концентрированной, и о слабой кислоте или основании по сравнению с разбавленной. Концентрированная кислота означает раствор без большого количества воды, а разбавленная кислота означает раствор с большим количеством растворителя. То, что основание имеет высокую концентрацию, не означает, что оно сильное; и то, что основание очень разбавлено, не означает, что это слабое и неопасное основание.