1.14: der Skelnes mellem pH og pKa

Relative Surhedsgrad og pKa-Værdier

En anvendelse af Henderson-Hasselbach-Ligningen er evnen til at bestemme den relative surhedsgrad af forbindelser ved at sammenligne deres pKa-værdier. Jo stærkere en syre, jo større ionisering, jo lavere PKA, og jo lavere pH forbindelsen vil producere i opløsning. Nogle udvalgte pKa værdier for forbindelser i studiet af organisk kemi er vist Bello.., Da organiske reaktioner kan udføres i ikke-vandige miljøer, kan pH overstige 14, og organiske forbindelser kan have pKa-værdier over 16. Det er en variation på denne linje fra Troldmanden fra O., “vi lever ikke længere i vand.”

Det er en meget god idé at forpligt dig til at omtrentlige pKa intervaller af forbindelser ovenfor., Et ord med forsigtighed: når du bruger PKA-bordet, skal du være helt sikker på, at du overvejer det korrekte konjugatsyre/basepar. Hvis du bliver bedt om at sige noget om basicity af ammoniak (NH3) i forhold til ethoxide ion (CH3CH2O-), for eksempel det relevante pKa-værdier til at overveje, er 9.2 (den pKa af ammonium-ion) og 16 (den pKa af ethanol). Fra disse tal ved du, at Etho .id er den stærkere base. Gør ikke fejlen ved at bruge pKa-værdien på 38: Dette er PKA af ammoniak, der virker som en syre, og fortæller dig, hvor grundlæggende NH2 – ionen er (meget grundlæggende!,)

* en note om vandets PKA: vandets PKA er 14. Biokemi og organisk kemi tekster ofte liste værdien som 15,7. Disse tekster har fejlagtigt indregnet den molære værdi for koncentrationen af vand i ligevægtskonstanten. Den korrekte afledning af ligevægtskonstanten involverer vandets aktivitet, som har en værdi på 1.

eksempel

mens dette kursus begynder med enkelte funktionelle grupper, vil vi til sidst arbejde med interessante forbindelser, der indeholder flere funktionelle grupper., At erkende, hvilke hydrogener der kan ioniseres som sure protoner, og hvilke hydrogener ikke kan, er en nyttig færdighed. Bemærk i dette eksempel, at vi er nødt til at evaluere den potentielle surhed på fire forskellige steder på molekylet.

Aldehyd og aromatiske protoner er slet ikke sure (pKavalues er over 40 – ikke på vores bord). De to protoner på kulstoffet ved siden af carbonylen er let sure, med pKa-værdier omkring 19-20 ifølge tabellen., Den mest sure proton er på phenolgruppen, så hvis forbindelsen skulle udsættes for en enkelt molær ækvivalent af stærk base, er dette protonen, der ville blive doneret.

Sur & Grundlæggende Miljøer – Alt er Relativt i Reaktivitet

Fordi vores mål er forståelse dynamisk kemisk reaktivitet, vi behøver IKKE at kende den specifikke mængde af protoniserede og unprotonated former af et stof. Vi skal blot vide, hvilken form der er fremherskende., Når pH i miljøet er mindre end PKA af forbindelsen, betragtes miljøet som surt, og forbindelsen vil eksistere overvejende i sin protonerede form. Når pH i miljøet er større end PKA af forbindelsen, betragtes miljøet som basisk, og forbindelsen vil overvejende eksistere i sin deprotonerede form.

for eksempel er PKA af eddikesyre omkring 5. Ved en pH på 1 betragtes miljøet som surt, og eddikesyre findes overvejende i sin protonerede form., Ved pH 8 betragtes miljøet som basisk, og eddikesyre deprotoneres til dannelse af acetat (CH3CO2-). Omvendt er PKA af phenol 10. Ved pH 8 betragtes miljøet som surt for phenol, og det forbliver primært protoneret.

det er også vigtigt at huske, at organisk kemi ikke behøver at forekomme i vand, så pKa-værdier kan være så høje som 50.

øvelse

1. Udfyld nedenstående tabel for at angive, om hver forbindelse hovedsageligt findes i sin protonerede (sure miljø) eller deprotonerede (basiske miljø) form.,