Er ammonium en stærk eller svag konjugatsyre?

Både ammoniak er en svag base, og ammoniumion er en svag syre. Mange, selv de fleste, syre / basekonjugatpar er sådan. Vi skal bruge komparative i stedet for absolutte adjektiver i reglen om konjugat syrebasestyrker:

En svagere syre har en stærkere konjugatbase, ikke nødvendigvis en helt stærk.

En svagere base har en stærkere konjugatsyre, ikke nødvendigvis en helt stærk.

Kommentarer

• Stærkere med hensyn til hvad … den svagere syre vi har?
• @Hydrous Caperilla, ja.
• @HydrousCaperilla faktisk hvis jeg forstår dit spørgsmål, betyder sætningen " stærkere konjugatbase " faktisk ikke stærkere end den svagere syre. Hvad den første sætning betyder, er: Hvis du har syre A1 og dens konjugatbase B1, og du har syre A2 og dens konjugatbase B2, så hvis A1 er en svagere syre end A2, vil konjugatet B1 være en stærkere base end B2.

Overvej disse reaktioner: \ begin {ligning} \ ce {HA + H2O < = > A- + H3O +} \ tag {1} \ end {ligning} \ begynder {ligning} \ ce {A- + H2O < = > HA + OH -} \ tag {2} \ end {ligning}

Ligevægtskonstanten for reaktion (1) kaldes “ syredissociationskonstant “, $ K _ {\ rm a} $, og den anden er “ base association constant “, $ K _ {\ rm b} $. (Bemærk, at navnene er der af historiske årsager, de er “ikke korrekte, strengt taget) Vi kan udregne vandets koncentration til en god tilnærmelse i fortyndede opløsninger. Overvej at

\ begin {ligning} K _ {\ rm a} \ gange K _ {\ rm b} = \ frac {\ ce {[A-] [H3O +]}} {\ ce {[HA ]}} \ times \ frac {\ ce {[HA] [OH-]}} {\ ce {[A-]}} = \ ce {[H3O +] [OH-]} = K _ {\ rm w} \ tag {3} \ end {equation}

$ K _ {\ rm w} $ er konstant i konstant temperatur, derfor $ K_ { \ rm a} $ og $ K _ {\ rm b} $ er omvendt proportionale med hinanden. Igen, til en god tilnærmelse har vi

\ begin {ligning} – \ log {K _ {\ rm a}} + (- \ log {K_ \ rm b}) = – \ log {K_ \ rm w} \: \ Longrightarrow {\ rm p} K _ {\ rm a} + {\ rm p} K _ {\ rm b} = 14 \ tag {4} \ end {ligning}

p $ K _ {\ rm a} $ s mellem -1,7 ($ \ ce {H3O +} $ / $ \ ce {H2O} $) og 15,7 ($ \ ce {H2O} $ / $ \ ce {OH -} $) siges at være de af svage syrer i vand. Syrer med $ K _ {\ rm a} $ s i dette interval adskiller sig ikke fuldt ud i vand og kaldes svag syre s (og svag base s, for den sags skyld ¹ ) i vand.

Tænk det nu sådan: $ x + y = 14 $. Hvis $ x $ er 5, er $ y $ 9, og hvis $ x $ er -5, er $ y $ 19. (4) er, hvor din tommelfingerregel stammer fra. Så

• En svag syre som eddikesyre med ap $ K _ {\ rm a} $ på 4,76 vil have en svag konjugatbase med ap $ K _ {\ rm b} $ på $ 14-4,76 = 9,24 $.
• En stærk syre som $ \ ce {HCl} $ med ap $ K _ {\ rm a} $ af -7 vil have en konjugeret base med ap $ K _ {\ rm b} $ af $ 14 – (- 7) = 21 $.

Således som Oscars svar påpeger, er det unøjagtigt den måde, din retningslinje er formuleret på, men det følger naturligvis, hvis vi bruger komparativer til frasering. Jeg tør sige, at de fleste konjugerede baser af svage syrer, der er nævnt i lærebøger, er svage.

1: Som kommentaren påpeger, er det svage basisområde p $ K _ {\ rm b} $> 1. Det gled.

Kommentarer

• Definitionen af " stærk " som at have $ pK $ under -1,7, er muligvis ikke helt sandt. I da.wikipedia.org/wiki/Base_(chemistry)#Strong_bases en " stærk base " betragtes som en hvis konjugatsyre har $ pK_a > 13 $, så den stærke base har kun brug for $ pK_b < 1 $ ikke $ < -1,7 $.
• @Oscar Noted; der på en eller anden måde gled igennem.

Forståelse fra et HSC-kemi (2019) synspunkt:

Syrer

• den konjugerede syre af en stærk base vil være svag, derfor reagerer aldrig vand
• den konjugerede syre af en moderat stærk base vil være moderat svag, og derfor noget reagerer med vand
• den konjugerede syre af en svag base vil være stærk og reagerer derfor fuldstændigt med vand

Baser

• konjugatbasen af en stærk syre vil være svag, derfor reagerer den aldrig med vand
• konjugatbasen af en moderat stærk syre vil være moderat svag, derfor noget reagerer med vand
• den konjugerede base af en svag syre vil være stærk, derfor reagerer den fuldstændigt med vand

Når et salt ioniserer i opløsning, skal dets ioner betragtes som konjugatsyren og konjugatbasen af deres respektive syre / base

fx CH3COONa -> CH3COO- + Na +

Na + er en væv k konjugatsyre af den stærke base NaOH og vil derfor aldrig reagere med vand :

CH3COO- + H2O -> CH3COOH + OH-

Dette gør den resulterende opløsning basisk, hvilket giver en pH på omkring 8-9

Kommentarer

• Velkommen til Chemistry.SE. Dit svar indeholder mange korrekte oplysninger, men det besvarer ikke spørgsmålet, der handler om ammoniumkationen.
• Bemærk, at der er udbredt inkonsekvens, selv fra pålidelige kilder, i hvordan disse udtryk bruges. Mange kilder siger, at konjugatet af en svag syre er en svag base (at ' ikke er en skrivefejl). I så fald er konventionen, som de ' bruger, at konjugatet af en stærk syre er for svagt til overhovedet at blive betragtet som en base, men at en svag syre har et svagt konjugat base (og konjugatet af en strengbase er for svagt til at blive betragtet som en syre). Desværre skal du finde ud af sammenhængen, hvordan de ' bruger ordene.