Moc zasady

Moc zasady – ilościowa miara chemicznej „siły działania” zasad. Miarą tej mocy jest ujemny logarytm dziesiętny ze stałej dysocjacji zasady w danych warunkach temperatury i ciśnienia, oznaczany skrótem ${\displaystyle \mathrm {p} K_{b}.}$

${\displaystyle \mathrm {p} K_{b}=-\log[K_{b}]}$

gdzie ${\displaystyle K_{b}}$ to stała dysocjacji zasady. Im ${\displaystyle \mathrm {p} K_{b}}$ jest mniejsze, tym moc zasady jest większa.

Przykładowo dla NaOH:

NaOH → Na⁺ + OH⁻ (dysocjacja w wodzie)

${\displaystyle K_{b}=\mathrm {\frac {[Na^{+}][OH^{-}]}{[NaOH]}} >10^{14},\;\mathrm {p} K_{b}<-14}$

Moc zasad organicznych i amoniaku

Równowaga kwasowo-zasadowa dla zasad organicznych i amoniaku ma postać^[1][2][3]:

B + H
2O ⇄ BH+
+ OH−

${\displaystyle K_{b}=\mathrm {\frac {[BH^{+}][OH^{-}]}{[B]}} }$

Wartości pK_b można spotkać w starszej literaturze^[3]. Współcześnie zamiast pK_b podaje się wartości pK_a (moc kwasu)^[1][2][3] (oznaczane czasem jako pK_BH⁺) dla kwasu sprzężonego BH⁺ danej zasady B^[1]:

BH+
+ H
2O ⇄ B + H
3O+

${\displaystyle K_{a}'=\mathrm {\frac {[B][H_{3}O^{+}]}{[BH^{+}][H_{2}O]}} }$

dla rozcieńczonych roztworów przyjmuje się ${\displaystyle {[H_{2}O]}=const}$ i włącza je się do pK_a:

${\displaystyle K_{a}=[H_{2}O]K_{a}'=\mathrm {\frac {[B][H_{3}O^{+}]}{[BH^{+}]}} }$

Obie wartości skorelowane są wzorem:

${\displaystyle K_{a}K_{b}=\mathrm {\frac {[B][H_{3}O^{+}]}{[BH^{+}]}} \mathrm {\frac {[BH^{+}][OH^{-}]}{[B]}} =}$ ${\displaystyle \mathrm {[H_{3}O^{+}][OH^{-}]} }$ ${\displaystyle =K_{H_{2}O}=10^{-14}}$

pK_a + pK_b = pK_H2O = 14

Np. dla amoniaku pK_b = 4,7 a pK_a = 9,3, które to wartości dotyczą równań^[1][2]:

• pK_b:

NH
3 + H
2O ⇄ NH+
4 + OH−

${\displaystyle K_{b}=\mathrm {\frac {[NH_{4}^{+}][OH^{-}]}{[NH_{3}]}} =2^{-5},\;\mathrm {p} K_{b}=4,7}$

• pK_a:

NH+
4 + H
2O ⇄ NH
3 + H
3O+

${\displaystyle K_{a}=\mathrm {\frac {[NH_{3}][H_{3}O^{+}]}{[NH_{4}^{+}]}} =5^{-10},\;\mathrm {p} K_{a}=9,3}$

Przykładowe wartości
pK_a i pK_b^[2][3]

Związek	pKa	pKb
guanidyna	13,6	0,4
dietyloamina	10,8	3,2
amoniak	9,3	4,7
anilina	4,9	9,1
mocznik	0,1	13,9
tiomocznik	–1	15

Mocne zasady

Wartości K_b mocnych zasad w wodzie są na tyle duże (około 10¹³ lub wyższe), że nie daje się ich zmierzyć bezpośrednio. Można jednak porównać ich moc w rozpuszczalnikach organicznych, np. w DMSO lub acetonitrylu^[4].

Mocne zasady:

• wodorotlenki litowców: LiOH, NaOH, KOH, RbOH oraz CsOH;
• wodorotlenki berylowców (bez berylu i magnezu): Ca(OH)₂, Sr(OH)₂ i Ba(OH)₂.

Zobacz też

• moc kwasu
• skala pH