1.14: skilja mellan pH och PKA

relativ surhet och PKA värden

en tillämpning av Henderson-Hasselbach ekvationen är förmågan att bestämma den relativa surheten hos föreningar genom att jämföra deras PKA värden. Ju starkare en syra desto större jonisering desto lägre PKA och ju lägre pH föreningen kommer att producera i lösning. Några valda PKA-värden för föreningar i studien av organisk kemi visas nedan., Eftersom organiska reaktioner kan utföras i icke-vattenhaltiga miljöer kan pH överstiga 14 och organiska föreningar kan ha PKA-värden över 16. Det är en variant på den linjen från Trollkarlen från Oz, ” Vi lever inte längre i vatten.”

det är en mycket bra idé att åta sig minnet de ungefärliga PKA-områdena av föreningarna ovan., Ett varningens ord: när du använder PKA-bordet, var helt säker på att du överväger rätt konjugat syra/baspar. Om du uppmanas att säga något om ammoniakens grundlighet (NH3) jämfört med etoxidjon (CH3CH2O-), till exempel, är de relevanta PKA-värdena 9,2 (PKA av ammoniumjon) och 16 (PKA av etanol). Från dessa siffror vet du att etoxid är den starkare basen. Gör inte misstaget att använda pKa-värdet på 38: det här är PKA av ammoniak som fungerar som en syra och berättar hur grundläggande NH2 – jonen är (mycket grundläggande!,)

* en anteckning om PKA av vatten: PKA av vatten är 14. Biokemi och organisk kemi texter listar ofta värdet som 15.7. Dessa texter har felaktigt beaktat molarvärdet för koncentrationen av vatten i jämviktskonstanten. Den korrekta härledningen av jämviktskonstanten innefattar aktiviteten av vatten, som har ett värde av 1.

exempel

medan kursen börjar med enskilda funktionella grupper, kommer vi så småningom att arbeta med intressanta föreningar som innehåller flera funktionella grupper., Att känna igen vilka hydrogener som kan joniseras som sura protoner och vilka hydrogener som inte kan, är en användbar färdighet. Lägg märke till i detta exempel att vi måste utvärdera den potentiella surheten på fyra olika platser på molekylen.

aldehyd och aromatiska protoner är inte alls sura (pKavalues är över 40 – inte på vårt bord). De två protonerna på kolet bredvid karbonylen är något sura, med PKA-värden runt 19-20 enligt tabellen., Den mest sura proton är på fenolgruppen, så om föreningen skulle utsättas för en enda molar motsvarighet till stark bas, är detta proton som skulle doneras.

sur& grundläggande miljöer – allt är relativt i reaktivitet

eftersom vårt mål är att förstå dynamisk kemisk reaktivitet behöver vi inte veta den specifika mängden av de protonerade och oskyddade formerna av en förening. Vi behöver bara veta vilken form som dominerar., När miljöns pH är mindre än föreningens PKA anses miljön sur och föreningen kommer att existera övervägande i sin protonerade form. När miljöns pH är större än föreningens PKA anses miljön vara grundläggande och föreningen kommer att existera övervägande i sin deprotonerade form.

till exempel är PKA av ättiksyra ca 5. Vid ett pH av 1 anses miljön sur och ättiksyra existerar övervägande i sin protonerade form., Vid pH 8 anses miljön vara grundläggande, och ättiksyra blir deprotonerad för att bilda acetat (CH3CO2-). Omvänt är PKA av fenol 10. Vid pH 8 anses miljön Sur för fenol och den förblir primärt protonerad.

det är också viktigt att komma ihåg att organisk kemi inte behöver förekomma i vatten så att PKA-värdena kan vara så höga som 50.

Motion

1. Fyll i tabellen nedan för att ange om varje förening finns övervägande i sin protonerade (sura miljö) eller deprotonerade (grundläggande miljö) form.,