Is ammonium een sterk of zwak geconjugeerd zuur?

Zowel ammoniak is een zwakke base als ammoniumion is een zwak zuur. Veel, zelfs de meeste, zuur / base-geconjugeerde paren zijn zo. We zouden vergelijkende in plaats van absolute bijvoeglijke naamwoorden moeten gebruiken in de regel over geconjugeerde zuur-base-sterktes:

Een zwakker zuur heeft een sterkere geconjugeerde base, niet noodzakelijkerwijs een totaal sterke.

Een zwakkere base heeft een sterker geconjugeerd zuur, niet noodzakelijk een geheel sterk zuur.

Opmerkingen

• Sterker met betrekking tot wat … het zwakkere zuur dat we hebben?
• @Hydrous Caperilla, ja.
• @HydrousCaperilla eigenlijk, als ik je vraag begrijp, betekent de zin " sterkere geconjugeerde base " eigenlijk niet sterker dan het zwakkere zuur. Wat de eerste bewering betekent is: als je zuur A1 en zijn geconjugeerde base B1 hebt, en je hebt zuur A2 en zijn geconjugeerde base B2, dan is als A1 een zwakker zuur is dan A2, het geconjugeerde B1 een sterkere base dan B2.

Overweeg deze reacties: \ begin {equation} \ ce {HA + H2O < = > A- + H3O +} \ tag {1} \ end {equation} \ begin {equation} \ ce {A- + H2O < = > HA + OH -} \ tag {2} \ end {equation}

De evenwichtsconstante voor reactie (1) heet “ zure dissociatieconstante “, $ K _ {\ rm a} $, en de tweede is “ basisassociatieconstante “, $ K _ {\ rm b} $. (Merk op dat de namen er om historische redenen zijn, ze zijn strikt genomen niet correct). We kunnen de waterconcentratie in verdunde oplossingen tot een goede benadering uitsluiten. Bedenk dat

\ begin {vergelijking} K _ {\ rm a} \ maal 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} $ is constant bij constante temperatuur, vandaar $ K_ { \ rm a} $ en $ K _ {\ rm b} $ zijn omgekeerd evenredig met elkaar. Nogmaals, bij een goede benadering hebben we

\ begin {vergelijking} – \ 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 tussen -1,7 ($ \ ce {H3O +} $ / $ \ ce {H2O} $) en 15,7 ($ \ ce {H2O} $ / $ \ ce {OH -} $) zouden die van zwakke zuren in water zijn. Zuren met $ K _ {\ rm a} $ s in dit bereik dissociëren niet volledig in water en worden zwak zuur s genoemd (en zwakke base s, wat dat betreft ¹ ) in water.

Beschouw het nu als volgt: $ x + y = 14 $. Als $ x $ 5 is, is $ y $ 9, en als $ x $ -5 is, is $ y $ 19. (4) is waar je vuistregel vandaan komt. Dus

• Een zwak zuur zoals azijnzuur met ap $ K _ {\ rm a} $ van 4,76 zal een zwakke geconjugeerde base hebben met ap $ K _ {\ rm b} $ van $ 14-4,76 = 9.24 $.
• Een sterk zuur zoals $ \ ce {HCl} $ met ap $ K _ {\ rm a} $ van -7 zal een geconjugeerde base hebben met ap $ K _ {\ rm b} $ van $ 14 – (- 7) = 21 $.

Zoals Oscars antwoord aangeeft, is het dus onjuist de manier waarop uw richtlijn is geformuleerd, maar het volgt natuurlijk als we vergelijkende termen gebruiken voor het formuleren van formuleringen. Ik zou durven zeggen dat de meeste geconjugeerde basen van zwakke zuren die in leerboeken worden genoemd, zwak zijn.

1: Zoals de opmerking aangeeft, is het zwakke basisbereik p $ K _ {\ rm b} $> 1. Dat gleed uit.

Reacties

• De definitie van " strong " omdat $ pK $ lager is dan -1,7 is misschien niet helemaal waar. In en.wikipedia.org/wiki/Base_(chemistry)#Strong_bases een " sterke basis " wordt beschouwd als een waarvan het geconjugeerde zuur $ pK_a > 13 $ heeft, dus de sterke basis heeft slechts $ pK_b < 1 $ niet $ < -1.7 $.
• @Oscar opgemerkt; dat op de een of andere manier erdoorheen gleed.

Begrip vanuit het oogpunt van HSC-chemie (2019):

Zuren

• het geconjugeerde zuur van een sterke base zal zwak zijn, daarom zal nooit water reageren
• het geconjugeerde zuur van een matig sterke base zal matig zwak zijn en daarom enigszins reageren met water
• het geconjugeerde zuur van een zwakke base zal sterk zijn en daarom volledig reageren met water

Basen

• de geconjugeerde base van een sterk zuur zal zwak zijn en zal daarom nooit reageren met water
• de geconjugeerde base van een matig sterk zuur zal matig zwak zijn en daarom enigszins reageren met water
• de geconjugeerde base van een zwak zuur zuur zal sterk zijn en daarom volledig reageren met water.

Wanneer een zout ioniseert in oplossing, moeten de ionen worden beschouwd als het geconjugeerde zuur en de geconjugeerde base van hun respectievelijke zuur / base

bijv. CH3COONa -> CH3COO- + Na +

De Na + is een weef k geconjugeerd zuur van de sterke base NaOH en zal daarom nooit reageren met water

De CH3COO- is een matig zwakke geconjugeerde base van het matig zwakke zuur CH3COOH en reageert daarom enigszins met water om OH-ionen te produceren :

CH3COO- + H2O -> CH3COOH + OH-

Dit maakt de resulterende oplossing basisch, met een pH van ongeveer 8-9

Opmerkingen

• Welkom bij Chemistry.SE. Je antwoord bevat veel juiste informatie, maar het geeft geen antwoord op de vraag, die gaat over het ammoniumkation.
• Merk op dat er een wijdverbreide inconsistentie is, zelfs uit betrouwbare bronnen, in hoe deze termen worden gebruikt. Veel bronnen zeggen dat het conjugaat van een zwak zuur een zwakke base is (dat ' geen typfout is). In dat geval is de conventie die ze ' gebruiken, dat het conjugaat van een sterk zuur te zwak is om überhaupt als een base te worden beschouwd, maar dat een zwak zuur een zwak conjugaat heeft base (en het conjugaat van een stringbase is te zwak om als zuur te worden beschouwd). Helaas moet je uit de context achterhalen hoe ze ' de termen gebruiken.