Funkce kyselosti - Acidity function

Kyseliny a zásady
Schematické znázornění disociace kyseliny octové ve vodném roztoku na ionty octanu a hydronia.
Typy kyselin
Základní typy

Funkce kyselosti je míra kyselosti středního nebo rozpouštědlového systému, obvykle vyjádřená jako schopnost darovat protony (nebo přijímat protony) z rozpuštěné látky ( Bronstedova kyselost ). PH stupnice je zdaleka nejčastěji používaných kyselosti funkce, a je ideální pro zředěných vodných roztoků . Byly navrženy další funkce kyselosti pro různá prostředí, zejména Hammettova funkce kyselosti , H 0 , pro superkyselinová média a její upravená verze H - pro superzákladní média. Termín funkce kyselosti se také používá pro měření prováděná na základních systémech a termín funkce zásaditosti je neobvyklý.

Funkce kyselosti Hammettova typu jsou definovány jako pufrované médium obsahující slabou bázi B a její konjugovanou kyselinu BH + :

kde p K a je disociační konstanta BH + . Původně byly měřeny pomocí nitroanilinů jako slabých bází nebo acidobazických indikátorů a měřením koncentrací protonované a neprotonované formy pomocí UV-viditelné spektroskopie . Mohou být také použity jiné spektroskopické metody, jako je NMR . Funkce H - je definována podobně pro silné báze:

Zde BH je slabá kyselina používaná jako acidobazický indikátor a B - je její konjugovaná báze.

Srovnání funkcí kyselosti s kyselostí vody

Ve zředěném vodném roztoku, druh kyseliny převládající je hydratovaný vodíkový ion H 3 O + (nebo přesněji [H (OH 2 ) n ] + ). V tomto případě jsou H 0 a H - ekvivalentní hodnotám pH stanoveným pufrovací rovnicí nebo Henderson-Hasselbalchovou rovnicí .
Avšak hodnota H 0 - 21 (25% roztok SbF 5 v HSO 3 F ) neznamená koncentraci vodíkových iontů 10 21  mol / dm 3 : takový „roztok“ by měl hustotu více než sto krát větší než neutronová hvězda . Spíše, H 0  = -21 znamená, že reaktivita ( protonovat výkon) z solvatovaných vodíkových iontů je 10 21 krát větší než reaktivita hydratovaných vodíkových iontů ve vodném roztoku o pH 0. Skutečné reaktivní se liší ve dvou případech, ale oba lze považovat za zdroje H + , tj. Brønstedovy kyseliny .
Vodíkový iont H + nikdy sám o sobě v kondenzované fázi neexistuje, protože je vždy do určité míry solvatován . Vysoká Záporná hodnota H 0 v SBF 5 / HSO 3 směsi F ukazuje, že solvatace vodíkového iontu v tomto rozpouštědlovém systému, mnohem slabší, než ve vodě. Jiný způsob, jak vyjádřit stejný jev znamená, že SbF 5 · FSO 3 H je mnohem silnější než donor protonu H 3 O + .

Reference

  1. ^ Komise IUPAC pro fyzikální organickou chemii (1994). „ Glosář termínů používaných ve fyzikální organické chemii. “ Pure Appl. Chem. 66 : 1077–1184. „ Funkce kyselosti. Archivováno 8. 8. 2013 na Wayback Machine. “ Kompendium chemické terminologie .
  2. ^ B Rochester, Colin H. (1970). Kyselost funkce . London: Academic Press. ISBN 0-12-590850-4. OCLC  93620 .
  3. ^ a b Hammett, Louis Plack (1940). Fyzikální organická chemie: Reakční rychlosti, rovnováhy a mechanismy . McGraw-Hill Book Company, Incorporated.
  4. ^ Cox, Robin A .; Yates, Keith (05.02.2011). Msgstr "Funkce kyselosti: aktualizace" . Canadian Journal of Chemistry . doi : 10,1139 / v83-388 .
  5. ^ Jolly, William L. (1991). Moderní anorganická chemie (2. vydání). New York: McGraw-Hill. ISBN  0-07-112651-1 . p. 234.