الاتزان في محاليل القواعد الضعيفة
Equilibrium of Weak Bases
فإذا رمزنا للقاعدة الضعيف بالرمز B ، فإن معادلة تأين القاعدة تكتب كالآتي:
B + H2O HB+ + OH-
يعبر عن ثابت تأين القاعدة الضعيفة كالآتي:
Kb =
ولكل قاعدة ضعيفة ثابت تأين عند درجة (25oC)، ويستخدم:
1- لمقارنة قدرة القاعدة على التأين.
2- حساب تركيز OH- في محلول القاعدة الضعيفة.
ولمقارنة قاعدتين ضعيفتين:
بزيادة قيمة Kb للقاعدة، يزداد تأينها في الماء، فيزداد تركيز أيون الهيدركسيد في محلولها، ويقل تركيز أيون الهيدرونيوم في محلولها، وتزداد قيمة pH في محلولها.
الحسابات في محاليل القواعد الضعيفة
لنرفض أن لدينا قاعدة ضعيفة ولنرمز لها بالرمز (B).
أكتب قانون ثابت تأين القاعدة:
أعوض التراكيز عند الاتزان:
وبالضرب التبادلي تصبح العلاقة:
x2 = Kb . y
وبأخذ جذر الطرفين نحسب قيمة (x) والتي تساوي تركيز أيون الهيدروكسيد.
x =
وعليه يمكن إطلاق التعميم التالي:
سؤال (1) :
يبين الجدول التالي قيم ثوابت التأين (Kb) لبعض القواعد الضعيفة عند درجة 25 oC، أدرس الجدول ثم أجيب عن الأسئلة التي تليه:
سؤال (2) :
يبين الجدول التالي قيم ثوابت التأين (Kb) لقاعدتين، أجيب عن الأسئلة الآتية:
سؤال (3) :
يبين الجدول المجاور [OH-] لبعض القواعد الضعيفة، فإذا كان لديك محاليل متساوية التركيز من تلك القواعد فأجيب عن الأسئلة التالية:
سؤال (4) :
البيريدين قاعدة ضعيفة، تتأين في الماء وفق المعادلة:
C5H5N (aq) + H2O (l) C5H5NH+ (aq) + OH- (aq)
فإذا علمت أن ثابت تأين القاعدة= 1.6 x 10-9 Kb ، أحسب قيمة (pH) لمحلول 0.01 M منه.
علماً أن: Kw = 1 x 10-14 , log 4 = 0.6 , log 0.25 = -0.6
سؤال (5) :
أحسب كتلة الأمونيا NH3 اللازم إذابتها في الماء لتحضير محلول حجمه 400 mL ورقمه الهيدروجيني 12 علماً أن قيمة Kb للأمونيا = 2 x 10-5 .
(الكتلة المولية للأمونيا = 17 g/mol Kw = 1 x 10-14 ,)
سؤال (6) :
كم مولاً من الهيدرازين N2H4 يلزم لتحضير محلول حجمه 0.2 L، ورقمه الهيدروجيني 10.9،
علماً بأن Kb للهيدرازين = 1 x 10-6، log 1.25 = 0.1 , Kw = 1 x 10-14
سؤال (7) :
محلول القاعدة الضعيفة B تركيزها 1 M، وتركيز أيون OH- في محلولها 4 x 10-3 M ، أحسب قيمة pH لمحلول تركيزه 0.01 M من القاعدة B .
علماً أن log 0.25 = -0.6 , Kw = 1 x 10-14
سؤال (8) :
يبيّن الجدول الآتي عدداً من محاليل القواعد الافتراضية الضعيفة متساوية التركيز 0.1 M وقيم pH لها، أدرسه ثمّ أجيب عن الأسئلة التي تليه:
سؤال (9) :
يبين الجدول أدناه الرقم الهيدروجيني pH لعدد من المحاليل والتي مثلت بالرموز F-A :
أي المحاليل في الجدول أعلاه يمكن أن يكون محلولاً لـ :
سؤال (10) :
يبين الجدول الآتي بعض القواعد الضعيفة برموزٍ افتراضية، وبتركيز 0.1 M لكل منها. أجيب عن الأسئلة التي تليه:
سؤال (11) :
أرتب محاليل المواد التالية تصاعدياً حسب زيادة قيمة pH إذا كانت تراكيزها متساوية:
HNO3 ، HF (Ka = 6.8 x 10-4)، KOH ، N2H4 (Kb = 1.7 x 10-6)، CH3NH2 (Kb = 6.8 x 10-4) H2CO3 (Ka = 4.3 x 10-7).