Pytanie:
Dlaczego kation dimetyloksoniowy jest silniejszy od kwasu hydroniowego?
user5764
2016-02-18 17:46:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

$ \ ce {(CH_3) _2O ^ + H} $ ma $ \ rm pK_a \; -3,8 $, podczas gdy $ \ ce {H_3O ^ +} $ ma $ \ rm pK_a \; 1.74 \;. $ Zatem ten pierwszy jest silniejszym kwasem niż drugi jon hydroniowy.

Ale dlaczego tak jest?

Czy jest to spowodowane efektem $ \ rm + I $ z $ \ ce {- (CH_3)} $? Ale to raczej zmniejszyłoby przyciąganie $ \ ce O $ do pary elektronów $ \ ce H $, a to uczyniłoby obojętnym uwolnienie $ \ ce {H ^ +} $, prawda?

Co właściwie sprawia, że ​​$ \ ce {(CH_3) _2O ^ + H} $ jest silniejszy niż $ \ ce {H_3O ^ +} $?

Jeden odpowiedź:
Nicolau Saker Neto
2016-02-18 19:02:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Potężnym, ale często pomijanym czynnikiem w określaniu kwasowości i zasadowości substancji jest wpływ rozpuszczalnika (lub jego braku), w którym jest rozpuszczona.

Nie mylisz się; w fazie gazowej $ \ ce {H_3O ^ {+}} $ jest rzeczywiście silniejszym kwasem niż $ \ ce {(CH_3) _2OH ^ {+}} $, około 5 $ \ times 10 ^ {18} $. Można to zobaczyć porównując powinowactwa protonów sprzężonych zasad, eteru dimetylowego ($ \ mathrm {804 \ kJ \ mol ^ {- 1}} $) i wody ($ \ mathrm {697 \ odpowiednio kJ \ mol ^ {- 1}} $).

Innymi słowy, mol gazowego eteru dimetylowego reagującego z molem gazowych protonów uwalnia $ \ mathrm {804 \ kJ} $, podczas gdy mol gazowej wody uwalnia tylko $ \ mathrm {697 \ kJ } $. Oznacza to, że w fazie gazowej woda jest słabszą zasadą niż eter dimetylowy, co oznacza, że ​​woda protonowana jest silniejszym kwasem niż protonowany eter dimetylowy.

Dlaczego w roztworze wodnym tendencja odwraca się? Woda może tworzyć wiązania wodorowe, bardzo silny rodzaj interakcji molekularnej. $ \ ce {H_3O ^ {+}} $ ma trzy protony dostępne do oddania w postaci wiązań wodorowych, podczas gdy $ \ ce {(CH_3) _2OH ^ {+}} $ ma tylko jeden. Oznacza to, że solwatująca woda stabilizuje $ \ ce {H_3O ^ {+}} $ więcej niż $ \ ce {(CH_3) _2OH ^ {+}} $. Wyższa stabilność oznacza zmniejszoną kwasowość, a różnica okazuje się na tyle, że względny porządek kwasowości w wodzie jest odwrotny do tego w fazie gazowej.

Więc nie ma to związku z efektem indukcyjnym?
Efekt indukcyjny sugeruje, że hydronium powinno być silniejszym kwasem niż dimetyloksoni, co rzeczywiście obserwuje się w fazie gazowej. Jednak efekt rozpuszczalnika przewyższa efekt indukcyjny przy określaniu kwasowości w roztworach wodnych.
Tutaj ([1] (http://chemistry.stackexchange.com/questions/27746/chalcogens-hydrides-as-acids), [2] (http://chemistry.stackexchange.com/questions/25091/pka-differences -i-reaktywność)), to moje starsze odpowiedzi, które dotykają znaczenia solwatacji dla kwasowości i zasadowości.
Więc rozwiązanie jest ważniejsze?
W tym przypadku tak. Gdyby przeanalizować te same substancje w innym rozpuszczalniku (np. DMSO, toluenie itp.), Nadal mogłaby dominować indukcja.
Dziekuje panu. +1. Zapytam więcej, jeśli jest jakiś problem.
@NicolauSakerNeto chciałby przedstawić krótki komentarz uzupełniający doskonałą odpowiedź, która może być interesująca dla OP (ponieważ wspomniano o znaczeniu rozpuszczalników w oznaczaniu kwasowości). Górną granicę mocy dowolnego kwasu ustala rozpuszczalnik. Zasadniczo w środowisku wodnym nie ma nic bardziej kwaśnego niż jon hydroniowy (ostateczny akceptor protonu); w związku z tym do rozróżnienia bardzo mocnych kwasów potrzebny jest słabszy rozpuszczalnik akceptora protonów. czytaj więcej tutaj: https://en.wikipedia.org/wiki/Leveling_effect


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...