Er ammonium en sterk eller svak konjugatsyre?

Både ammoniakk er en svak base og ammoniumion er en svak syre. Mange, til og med de fleste, syre / basekonjugatpar er slik. Vi bør bruke komparative i stedet for absolutte adjektiver i regelen om konjugat syrebasestyrker:

En svakere syre har en sterkere konjugatbase, ikke nødvendigvis en helt sterk.

En svakere base har en sterkere konjugat syre, ikke nødvendigvis en helt sterk.

Kommentarer

• Sterkere med hensyn til hva … den svakere syren vi har?
• @Hydrous Caperilla, ja.
• @HydrousCaperilla faktisk hvis jeg forstår spørsmålet ditt, betyr ikke setningen " sterkere konjugert base " sterkere enn den svakere syren. Hva den første utsagnet betyr er: Hvis du har syre A1 og dens konjugerte base B1, og du har syre A2 og dens konjugerte base B2, så hvis A1 er en svakere syre enn A2, vil konjugatet B1 være en sterkere base enn B2.

Vurder disse reaksjonene: \ begin {ligning} \ ce {HA + H2O < = > A- + H3O +} \ tag {1} \ end {ligning} \ begynn {ligning} \ ce {A- + H2O < = > HA + OH -} \ tag {2} \ end {ligning}

Likevektskonstant for reaksjon (1) kalles « syredissosiasjonskonstant «, $ K _ {\ rm a} $, og den andre er « base assosiasjonskonstant «, $ K _ {\ rm b} $. (Merk at navnene er der av historiske grunner, de er ikke riktig, strengt tatt). Vi kan faktorisere vannets konsentrasjon til en god tilnærming i fortynnede løsninger. Tenk på at

\ begin {ligning} K _ {\ rm a} \ ganger 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, derav $ K_ { \ rm a} $ og $ K _ {\ rm b} $ er omvendt proporsjonal med hverandre. Igjen, til en god tilnærming, 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 {equation}

p $ K _ {\ rm a} $ s mellom -1,7 ($ \ ce {H3O +} $ / $ \ ce {H2O} $) og 15,7 ($ \ ce {H2O} $ / $ \ ce {OH -} $) sies å være de av svake syrer i vann. Syrer med $ K _ {\ rm a} $ s i dette området skiller seg ikke helt ut i vann, og heter svak syre s (og svak base s, for den saks skyld ¹ ) i vann.

Tenk på det slik: $ x + y = 14 $. Hvis $ x $ er 5, $ y $ er 9, og hvis $ x $ er -5, er $ y $ 19. (4) er der tommelfingerregelen din kommer fra. Så

• En svak syre som eddiksyre med ap $ K _ {\ rm a} $ på 4,76 vil ha en svak konjugatbase med ap $ K _ {\ rm b} $ på $ 14-4,76 = 9,24 $.
• En sterk syre som $ \ ce {HCl} $ med ap $ K _ {\ rm a} $ av -7 vil ha en konjugert base med ap $ K _ {\ rm b} $ av $ 14 – (- 7) = 21 $.

Således som Oscar «svar påpeker, er det unøyaktig slik retningslinjen din er formulert, men den følger naturlig hvis vi bruker komparativer for frasering. Jeg tør påstå at de fleste konjugerte baser av svake syrer som er nevnt i lærebøker, er svake.

1: Som kommentaren påpeker, er det svake basisområdet p $ K _ {\ rm b} $> 1. Det gled.

Kommentarer

• Definisjonen av " sterk " som å ha $ pK $ under -1,7, er kanskje ikke helt sant. I en.wikipedia.org/wiki/Base_(chemistry)#Strong_bases en " sterk base " regnes som en hvis konjugatsyre har $ pK_a > 13 $, så den sterke basen trenger bare $ pK_b < 1 $ ikke $ < -1,7 $.
• @Oscar Noted; som liksom gled gjennom.

Forståelse fra HSC-kjemi (2019) synspunkt:

Syrer

• konjugatsyren til en sterk base vil være svak, derfor reagerer aldri vann
• konjugatsyren til en moderat sterk base vil være moderat svak, derfor noe reagerer med vann
• konjugatsyren av en svak base vil være sterk, og reagerer derfor fullstendig med vann

Baser

• konjugatbasen til en sterk syre vil være svak, og vil derfor aldri reagere med vann
• konjugatbasen til en moderat sterk syre vil være moderat svak, derfor noe å reagere med vann
• konjugatbasen til en svak syre vil være sterk, og reagerer derfor fullstendig med vann

Når et salt ioniserer i oppløsning, bør dets ioner betraktes som konjugatsyren og konjugatbasen til deres respektive syre / base

f.eks CH3COONa -> CH3COO- + Na +

Na + er en wea k konjugatsyre av den sterke basen NaOH og vil derfor aldri reagere med vann

CH3COO- er en moderat svak konjugatbase av den moderat svake syren CH3COOH, og reagerer derfor noe med vann for å produsere OH-ioner :

CH3COO- + H2O -> CH3COOH + OH-

Dette gjør den resulterende løsningen grunnleggende, og gir en pH på rundt 8-9

Kommentarer

• Velkommen til Chemistry.SE. Svaret ditt inneholder mye riktig informasjon, men det svarer ikke på spørsmålet, som handler om ammoniumkation.
• Merk at det er utbredt inkonsekvens, selv fra pålitelige kilder, i hvordan disse begrepene brukes. Mange kilder sier at konjugatet av en svak syre er en svak base (at ' ikke er en skrivefeil). I så fall er konvensjonen at de ' bruker at konjugatet av en sterk syre er for svakt til å kunne betraktes som en base i det hele tatt, men at en svak syre har et svakt konjugat base (og konjugatet til en strengbase er for svakt til å bli ansett som en syre). Dessverre må du finne ut av konteksten hvordan de ' bruker begrepene.