1.14: distinction entre pH et PKA

acidité Relative et PKA valeurs

Une application de L’équation de Henderson-Hasselbach est la capacité de déterminer l’acidité relative des composés en comparant leurs valeurs de pKa. Plus un acide est fort, plus l’ionisation est importante, plus le pKa est faible et plus le pH produit par le composé en solution est faible. Quelques valeurs choisies de pKa pour des composés dans l’étude de la chimie organique sont montrées ci-dessous., Étant donné que les réactions organiques peuvent être effectuées dans des environnements non aqueux, le pH peut dépasser 14 et les composés organiques peuvent avoir des valeurs de pKa supérieures à 16. C’est une variation sur cette ligne du magicien D’Oz, « nous ne vivons plus dans l’eau. »

C’est une très bonne idée de s’engager à la mémoire de la durée approximative de la pKa gammes de composés ci-dessus., Un mot de prudence: lorsque vous utilisez la table pKa, assurez-vous absolument que vous envisagez la paire acide/base conjuguée correcte. Si on vous demande de dire quelque chose sur la basicité de l’ammoniac (NH3) par rapport à celle de l’ion éthoxyde (CH3CH2O-), par exemple, les valeurs de pKa pertinentes à considérer sont 9,2 (le pKa de l’ion ammonium) et 16 (le pKa de l’éthanol). De ces chiffres, vous savez que l’éthoxyde est la base la plus forte. Ne faites pas l’erreur d’utiliser la valeur pKa de 38: c’est le pKa de l’ammoniac agissant comme un acide, et vous indique à quel point l’ion NH2 est basique (très basique!,)

* Une note sur le pKa de l’eau: Le pKa de l’eau est de 14. Les textes de biochimie et de chimie organique indiquent souvent la valeur 15.7. Ces textes ont incorrectement pris en compte la valeur molaire de la concentration de l’eau dans la constante d’équilibre. Le bon calcul de la constante d’équilibre implique l’activité de l’eau, qui a une valeur de 1.

exemple

bien que ce cours commence avec des groupes fonctionnels uniques, nous travaillerons éventuellement avec des composés intéressants contenant plusieurs groupes fonctionnels., Reconnaître quels hydrogènes peuvent être ionisés sous forme de protons acides et quels hydrogènes ne peuvent pas, est une compétence utile. Notez dans cet exemple que nous devons évaluer l’acidité potentielle à quatre endroits différents sur la molécule.

L’aldéhyde et les protons aromatiques ne sont pas du tout acides (les pKavalues sont supérieurs à 40 – pas sur notre table). Les deux protons sur le carbone à côté du carbonyle sont légèrement acides, avec des valeurs de pKa autour de 19-20 selon le tableau., Le proton le plus acide est sur le groupe phénol, donc si le composé devait être soumis à un seul équivalent molaire de base forte, c’est le proton qui serait donné.

acide& environnements de base – tout est relatif en réactivité

parce que notre objectif est de comprendre la réactivité chimique dynamique, nous n’avons pas besoin de connaître la quantité spécifique des formes protonées et non protonées d’un composé. Nous avons simplement besoin de savoir quelle forme prédomine., Lorsque le pH de l’environnement est inférieur au pKa du composé, l’environnement est considéré comme acide, le composé sera existent surtout dans sa forme protonée. Lorsque le pH de l’environnement est supérieur au pKa du composé, l’environnement est considéré comme basique et le composé existera principalement sous sa forme déprotonée.

Par exemple, le pKa de l’acide acétique est d’environ 5. À un pH de 1, l’environnement est considéré comme acide et l’acide acétique existe principalement sous sa forme protonée., À pH 8, l’environnement est considéré comme basique et l’acide acétique devient déprotoné pour former de l’acétate (CH3CO2-). Inversement, le pKa du phénol est de 10. À pH 8, l’environnement est considéré comme acide pour le phénol et il reste principalement protoné.

Il est également important de se rappeler que la chimie organique ne doit pas nécessairement se produire dans l’eau, de sorte que les valeurs de pKa peuvent atteindre 50.

Exercice

1. Remplissez le tableau ci-dessous pour indiquer si chaque composé existe principalement sous sa forme protonée (environnement acide) ou déprotonée (environnement basique).,