1.14: Unterscheidung zwischen pH und pKa-Chemie LibreTexte

Relative Acidität und pKa-Werte

Eine Anwendung der Henderson-Hasselbach-Gleichung ist die Fähigkeit, den relativen Säuregehalt von Verbindungen durch Vergleich ihrer pKa-Werte zu bestimmen. Je stärker eine Säure ist, desto größer ist die Ionisation, desto niedriger ist die pKa und desto niedriger ist der pH-Wert, den die Verbindung in Lösung erzeugt. Einige ausgewählte pKa-Werte für Verbindungen in der Untersuchung der organischen Chemie sind unten dargestellt., Da organische Reaktionen in nicht wässrigen Umgebungen durchgeführt werden können, kann der pH-Wert 14 überschreiten und organische Verbindungen können pKa-Werte über 16 aufweisen. Es ist eine Variation dieser Zeile von The Wizard of Oz: „Wir leben nicht mehr im Wasser.“

Es ist eine sehr gute Idee, die ungefähren pKa-Bereiche der obigen Verbindungen zu speichern., Ein Wort der Vorsicht: Wenn Sie die pKa-Tabelle verwenden, stellen Sie absolut sicher, dass Sie das richtige Konjugat-Säure/Basenpaar in Betracht ziehen. Wenn Sie gebeten werden, etwas über die Basizität von Ammoniak (NH3) im Vergleich zu der von Ethoxidion (CH3CH2O -) zu sagen, sind beispielsweise die relevanten pKa-Werte 9.2 (die pKa von Ammoniumion) und 16 (die pKa von Ethanol). Aus diesen Zahlen wissen Sie, dass Ethoxid die stärkere Basis ist. Machen Sie nicht den Fehler, den pKa-Wert von 38 zu verwenden: Dies ist der pKa von Ammoniak, der als Säure wirkt und Ihnen sagt, wie basisch das NH2-Ion ist (sehr basisch!,)

* Ein Hinweis auf das pKa von Wasser: Der pKa-Wert von Wasser ist der 14. Biochemie und organische Chemie Texte listen oft den Wert als 15.7 auf. Diese Texte haben den Molwert für die Konzentration von Wasser in die Gleichgewichtskonstante falsch berücksichtigt. Die korrekte Ableitung der Gleichgewichtskonstante beinhaltet die Aktivität von Wasser, das einen Wert von 1 hat.

Beispiel

Während dieser Kurs mit einzelnen funktionellen Gruppen beginnt, werden wir schließlich mit interessanten Verbindungen arbeiten, die mehrere funktionelle Gruppen enthalten., Das Erkennen, welche Hydrogene als saure Protonen ionisiert werden können und welche Hydrogene NICHT, ist eine nützliche Fähigkeit. Beachten Sie in diesem Beispiel, dass wir den potenziellen Säuregehalt an vier verschiedenen Stellen des Moleküls bewerten müssen.

Aldehyd und aromatische Protonen sind überhaupt nicht sauer (pKavalues sind über 40 – nicht auf unserem Tisch). Die beiden Protonen auf dem Kohlenstoff neben dem Carbonyl sind leicht sauer, mit pKa-Werten um 19-20 nach der Tabelle., Das saurste Proton befindet sich in der Phenolgruppe, wenn also die Verbindung einem einzigen molaren Äquivalent einer starken Base ausgesetzt würde, wäre dies das Proton, das gespendet würde.

Sauer & Grundlegende Umgebungen – Alles ist Relativ in der Reaktivität

Denn unser Ziel ist es, Verständnis dynamische Chemische Reaktivität, wir brauchen NICHT zu wissen, die spezifische Menge von protoniertem und unprotonated Formen einer Substanz. Wir müssen einfach wissen, welche Form vorherrscht., Wenn der pH-Wert der Umgebung geringer ist als der pKa der Verbindung, wird die Umgebung als sauer angesehen und die Verbindung existiert überwiegend in ihrer protonierten Form. Wenn der pH-Wert der Umgebung größer als der pKa der Verbindung ist, wird die Umgebung als basisch betrachtet und die Verbindung existiert überwiegend in ihrer deprotonierten Form.

Zum Beispiel beträgt die pKa von Essigsäure etwa 5. Bei einem pH-Wert von 1 gilt die Umgebung als sauer und Essigsäure existiert überwiegend in ihrer protonierten Form., Bei pH 8 gilt die Umgebung als basisch und Essigsäure wird zu Acetat (CH3CO2 -) deprotoniert. Umgekehrt ist die pKa von Phenol 10. Bei pH 8 gilt die Umgebung als sauer für Phenol und es bleibt in erster Linie protoniert.

Es ist auch wichtig, sich daran zu erinnern, dass organische Chemie NICHT in Wasser vorkommen muss, damit pKa-Werte bis zu 50 betragen können.

Übung

1. Füllen Sie die nachstehende Tabelle aus, um anzugeben, ob jede Verbindung überwiegend in ihrer protonierten (sauren Umgebung) oder deprotonierten (Grundumgebung) Form vorliegt.,