Tiedän rikkihapon olevan vahva happo ja etikkahappo on heikko happo. Kuitenkin kun kirjoitan ne niiden kemialliseen symboliin.
Rikkihappo: $ \ ce {H2SO4} $
Etikkahappo: $ \ ce {CH3COOH} $
Ymmärrän, että etikkahapossa on 4 vetyatomia, kun taas rikkihapossa on vain 2 vetyatomia. Eikö etikkahapon pitäisi olla vahvempaa kuin rikkihappo?
Vastaus
Näiden kahden hapon rakenteiden tarkastelu voi auttaa Molemmissa tapauksissa happamat vedyt ovat osa hydroksyyliryhmiä. Polaarisuuden ja induktiivisen vaikutuksen vuoksi OH-sidos on heikompaa kuin erittäin vahvat CH-sidokset. Tämän seurauksena hiilen on melkein mahdotonta menettää vetyä ilman jonkinlaista eliminointireaktiota, kun taas OH-sidos voi autoprotolyysillä muiden OH-sidosten (jopa veden) kanssa. O-H-sidoksen heikkous on perusta näiden vetyjen happamuudelle. CH-sidokset eivät ole olennaisesti happamia, ja niiden pKa-arvot ovat noin 45-50.
Vastaus
Hapon pKa kertoo sinulle kuinka vahva happo on.
$ pKa = -log ([H ^ +] [A ^ -] / [HA]) = – log (Ka) $, jossa $ A $ on konjugaattipohja happo (laji, joka jäi protonin hajoamisen yhteydessä). Alhainen arvo $ pKa $ antaa vahvemman hapon, koska korkea $ Ka $: n arvo osoittaa, että tasapaino $ \ ce {HA < = > H + + A -} $ on hyvin oikealla.
On olemassa useita tekijöitä, joiden vuoksi hapon tasapainotila on aivan oikealla. Ylivoimaisesti tärkein on vakaus konjugaattiemäksen ($ A ^ – $). Esimerkissänne syy $ \ ce {H2SO4} $ on niin happamampi kuin $ \ ce {CH3COOH} $, koska se voi muodostaa enemmän resonanssirakenteita kuin etaanihappo, joten se levittää negatiivinen varaus paremmin. Myös alkyyliryhmän induktiivinen vaikutus destabiloi negatiivisen konjugaattiemäksen. Syitä on enemmän, mutta tämä on tärkein.
Vastaa
Rikkihappo on vahva happo; veteen laitettuna se dissosioituu kokonaan $ H ^ + $: ksi ja $ HSO_4 ^ – $: ksi. Etikkahappo dissosioituu osiin $ H ^ + $ ja $ CH_3COO ^ – $; mutta koska heikko happo, jotkut molekyylit pysyvät muodossa $ CH_3COOH $.
Vahvan ja heikon hapon ero ei välttämättä ole niiden happamuusaste; se on aste, johon he eroavat. Kuten edellinen vastaaja sanoi, asetaatissa olevien kolmen vetymolekyylin sidoksen luonteen vuoksi emme pidä sitä happona, koska ne eivät hajoa $ H ^ + $ -ioneiksi yhtä helposti.
Kommentit
- Tervetuloa Chemistry.SE-sivustoon! Tutustu tähän sivuun tutustumalla kiertueeseen ja käymällä ohjekeskuksessa . Lisäksi tämä opetusohjelma näyttää, kuinka matemaattiset ja kemialliset kaavat voidaan muotoilla hienosti tällä sivustolla.