sciencetalk

We hebben er tijdens de hoorcolleges anorgansiche scheikunde en de oefenzittingen organische scheikunde al talloze discussies over gehad maar is de geconjugeerde base van een zwak zuur zelf ook zwak of sterk? Of hangt dat af welk zwak zuur het is?

Vb.: CH₃COOH is een zwak zuur, de geconjugeerde base van dat zwak zuur is CH₃COO^- als je die geconjugeere base opzoekt in zuur-base tabellen dan is CH₃COO^- zwakker dan OH^-; en ooit hadden we geleerd dat alle basen boven OH^- sterke basen zijn en alle eronder zwakke tot slechte basen.

Wat boven en onder is hangt af van hoe de tabel gedefinieerd is...

In het algemeen geldt: De geconjugeerde base van een sterk zuur is geen base. De geconjugeerde base van een zwak zuur is een zwakke base. Het geconjugeerde zuur van een sterke base is geen zuur.

Volgens de definitie is een zwak zuur een zuur dat gedeeltelijk zal dissociëren. Er treedt dus een evenwicht op tussen HZ, H⁺, en Z^-, die gekarakeriseerd wordt door de zuurconstante K_z.

Andersom geldt dit evenwicht ook voor het oplossen van Z^-, bijvoorbeeld wanneer het natriumzout ervan, NaZ wordt opgelost. Er moet dan ook een evenwicht zijn tussen Z^-, H⁺ en HZ, gekarakteriseerd door dezelfde K_z.

Dat evenwicht ontstaat normaal gesproken wanneer Z^- met H₂O reageert, waarbij OH^- ionen ontstaan. De oplossing wordt dan dus basisch. De geconjugeerde base van een zwak zuur is dus noodzakelijkerwijs een zwakke base.

Anders beschreven:

Het evenwicht

HZ <-> H⁺ + Z^-

heeft als evenwichtsconstante K_z

waarvoor geldt:

K_z=[H⁺][Z^-]/[HZ]

Het evenwicht

Z^- + H₂O <-> HZ + OH^-

heeft als evenwichtsconstante K_b

met

K_b = [HZ][OH^-]/[Z^-]

Op alle momenten geldt bovendien

H_-2O <-> H⁺ + OH^-

met K_w =[H⁺][OH^-] = 10^-14

oftewel

[OH^-] = K_w/=[H⁺]

K_b = [HZ]K_w/[Z^-][H⁺]

K_b = K_w/K_z

Met andere woorden, een zuur met een K_z heeft noodzakelijkerwijs een geconjugeerde base met een K_b die via de laatste formule gerelateerd met de K_z is gerelateerd.