1.14: distinguir entre pH y PKA

acidez relativa y valores de pKa

Una aplicación de la ecuación de Henderson-Hasselbach es la capacidad de determinar la acidez relativa de los compuestos comparando sus valores de pKa. Cuanto más fuerte sea un ácido, mayor será la ionización, menor será el pKa y menor será el pH que el compuesto producirá en solución. A continuación se muestran algunos valores seleccionados De pKa para compuestos en el estudio de la química orgánica., Dado que las reacciones orgánicas pueden realizarse en ambientes no acuosos, el pH puede exceder 14 y los compuestos orgánicos pueden tener valores De pKa superiores a 16. Es una variación de esa línea de El Mago De Oz, » ya no vivimos en el agua.»

es una muy buena idea para recordar de memoria aproximada de los pKa de los rangos de los compuestos anteriores., Una palabra de precaución: al usar la tabla pKa, esté absolutamente seguro de que está considerando el par conjugado ácido/base correcto. Si se le pide que diga algo sobre la basicidad del amoníaco (NH3) en comparación con la del ion etóxido (CH3CH2O-), por ejemplo, los valores De pKa relevantes a considerar son 9.2 (el pKa del ion amonio) y 16 (el pKa del etanol). A partir de estos números, usted sabe que el etóxido es la base más fuerte. No cometas el error de usar el valor de pKa de 38: Este es el pKa de amoníaco que actúa como un ácido, y te dice cuán básico es el ion NH2 (¡muy básico!,)

* una nota sobre el pKa de agua: el pKa de agua es 14. Los textos de Bioquímica y química orgánica a menudo enumeran el valor como 15.7. Estos textos han factorizado incorrectamente el valor molar para la concentración de agua en la constante de equilibrio. La derivación correcta de la constante de equilibrio implica la actividad del agua, que tiene un valor de 1.

Ejemplo

mientras que este curso comienza con grupos funcionales individuales, eventualmente trabajaremos con compuestos interesantes que contienen múltiples grupos funcionales., Reconocer qué hidrógenos pueden ionizarse como protones ácidos y qué hidrógenos no pueden, es una habilidad útil. Observe en este ejemplo que necesitamos evaluar la acidez potencial en cuatro ubicaciones diferentes en la molécula.

aldehído y protones aromáticos no son en absoluto ácidos (pKavalues están por encima de 40 – no en nuestra tabla). Los dos protones en el carbono junto al carbonilo son ligeramente ácidos, con valores De pKa alrededor de 19-20 según la tabla., El protón más ácido se encuentra en el grupo fenol, por lo que si el compuesto se sometiera a un único equivalente molar de base fuerte, Este es el protón que se donaría.

Acidic & entornos básicos: todo es relativo en reactividad

porque nuestro objetivo es comprender la reactividad química dinámica, no necesitamos saber la cantidad específica de las formas protonadas y no protonadas de un compuesto. Simplemente necesitamos saber qué forma es la que predomina., Cuando el pH del ambiente es menor que el pKa del compuesto, el ambiente se considera ácido y el compuesto existirá predominantemente en su forma protonada. Cuando el pH del ambiente es mayor que el pKa del compuesto, el ambiente se considera básico y el compuesto existirá predominantemente en su forma desprotonada.

por ejemplo, el pKa del ácido acético es de aproximadamente 5. A un pH de 1, el ambiente se considera ácido y el ácido acético existe predominantemente en su forma protonada., A pH 8, el ambiente se considera básico, y el ácido acético se desprotona para formar acetato (CH3CO2 -). Por el contrario, el pKa de fenol es 10. A pH 8, el ambiente se considera ácido para el fenol y permanece principalmente protonado.

también es importante recordar que la química orgánica no tiene que ocurrir en el agua, por lo que los valores de pKa pueden ser tan altos como 50.

Ejercicio

1. Complete la tabla siguiente para indicar si cada compuesto existe predominantemente en su forma protonada (ambiente ácido) o desprotonada (ambiente básico).,