Boundless Chemistry

Costante di dissociazione delle basi

La costante di dissociazione delle basi (Kb) misura la forza relativa di una base.

Obiettivi di apprendimento

Calcolare la Kw (costante di dissociazione dell’acqua) usando la seguente equazione: Kw = x e manipolare la formula per determinare = Kw/ o =Kw/

Punti chiave

Punti chiave

  • La costante di dissociazione della base KbE misura la basicità, o forza, di una base.
  • Kb è legata alla costante di dissociazione degli acidi, Ka, dalla semplice relazione pKa + pKb = 14, dove pKb e pKa sono i logaritmi negativi di Kb e Ka, rispettivamente.
  • Kb e Ka sono anche correlati attraverso la costante ionica dell’acqua, Kw, dalla relazione \testo{K}_testo{W}=testo{K}_testo{a}} volte \testo{K}_testo{b}.

Termini chiave

  • acido coniugato: la specie creata quando una base accetta un protone

In chimica, una base è una sostanza che può accettare ioni idrogeno (protoni) o, più generalmente, donare una coppia di elettroni di valenza. La costante di dissociazione della base, Kb, è una misura della basicità – la forza generale della base. È legata alla costante di dissociazione degli acidi, Ka, dalla semplice relazione pKa + pKb = 14, dove pKb e pKa sono i logaritmi negativi di Kb e Ka, rispettivamente. La costante di dissociazione della base può essere espressa come segue:

testo{K}_testo{b} = \dfrac{}{{testo{B}}

dove \testo{B} è la base, \testo{BH}^+ è il suo acido coniugato, e \testo{OH}^- sono ioni idrossido.

La costante di dissociazione della base

Storicamente, la costante di equilibrio Kb per una base è stata definita come la costante di associazione per la protonazione della base, B, per formare l’acido coniugato, HB+.

Testo B}(\testo{aq}) + \testo{H}_2\testo{O}(\testo{l}) \punto di vista sinistro \testo{HB}^+(\testo{aq}) + \testo{OH}^-(\testo{aq})

Come ogni costante di equilibrio per una reazione reversibile, l’espressione per Kb prende la forma seguente:

Testo{K}_{testo{b}} = \frac{}}

Kb è legato a Ka per l’acido coniugato. Ricordiamo che in acqua, la concentrazione dello ione idrossido, , è legata alla concentrazione dello ione idrogeno dalla costante di autoionizzazione dell’acqua:

{K}_{text{W}=

Rirrangiando, abbiamo:

= \frac{\testo{K}_{\testo{w}}

Sostituendo questa espressione per nell’espressione per Kb si ottiene:

Testo{K}_{b}} = \frac{{\testo{K}_{\testo{w}}} = \frac{\testo{K}_{\testo{w}}}{\testo{K}_{\testo{a}}}

Quindi, per qualsiasi coppia base/acido coniugato, la seguente relazione è sempre vera:

Testo{K}_testo{W}=testo{K}_testo{a}=testo{K}_testo{b}

Prendendo il log negativo di entrambi i lati si ottiene la seguente equazione utile:

Testo{pK}_testo{a}+testo{pK}_testo{b}=14

In realtà, non c’è bisogno di definire il pKb separatamente dal pKa, ma è stato fatto qui perché i valori di pKb si trovano in alcuni vecchi testi di chimica.

Calcolo del pH di una base debole in soluzione acquosa

Il pH di una base debole in soluzione acquosa dipende dalla forza della base (data da Kb) e dalla concentrazione della base (la molarità, o moli della base per litro di soluzione). Un modo conveniente per trovare il pH per una base debole in soluzione è usare una tabella ICE: ICE sta per “Initial,” “Change,” e “Equilibrium.”

Prima che la reazione inizi, la base, B, è presente nella sua concentrazione iniziale 0, e la concentrazione dei prodotti è zero. Quando la reazione raggiunge l’equilibrio, la concentrazione della base diminuisce di x; data la stechiometria della reazione, i due prodotti aumentano di x. All’equilibrio, la concentrazione della base è 0 – x, e la concentrazione dei due prodotti è x.

image

Diagramma ICE: Un diagramma ICE per una base debole in soluzione acquosa.

Il Kb per la reazione è:

ext{K}_{\text{b}} = \frac{}}

Compilando i valori della linea di equilibrio si ottiene:

Testo{K}_testo{b}} = \frac{\testo{x}^2}{_{0}-{x}}

Questa equazione quadratica può essere risolta per x. Tuttavia, se la base è debole, allora possiamo assumere che x sarà insignificante rispetto a 0, e l’approssimazione 0- x ≈ 0 può essere usata. L’equazione si semplifica in:

Testo{K}_{\testo{b}} = \frac{\testo{x}^2}{_{0}}

Siccome x = -, possiamo calcolare pOH usando l’equazione pOH = -log-; possiamo trovare il pH usando l’equazione 14 – pOH = pH.

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