Noha a Hydronium wikipédia-oldala -1,74 $ $ mathrm {p} K_ \ text {a} $ értéket mutat, ennek vitáján észrevettem. oldal, amelyről a téma vitatottnak tűnik (vö. http://en.wikipedia.org/wiki/Talk:Hydronium#pKa.3F ), mivel az alternatív (látszólag szigorúbb) érvelés $ \ -hoz vezet mathrm {p} K_ \ text {a} = 0 $ for $ \ ce {H3O +} $.
Ezenkívül sok demonstráció a $ \ mathrm {p} K_ \ text {a} $ és $ \ mathrm {p} K_ \ text {b} $ értékéhez 15,74 USD-t $ \ ce {H2O} $ -hoz vezet. és így $ K_ \ text {w} = [\ ce {H +}] [\ ce {OH -}] = 10 ^ {- 14} $ használatával adjon meg $ \ mathrm {p} K_ \ text {a} $ és $ \ mathrm {p} K_ \ text {b} $ -1,74-et $ \ ce {H +} $ és $ \ ce {OH -} $ esetén. De úgy tűnik, hogy ezek a demonstrációk a $ [\ ce {H2O}] = 55.56 ~ \ text {mol / L} $ koncentrációt használják a $ a _ {\ ce {H2O}} = 1 $ (oldószer esetében) tevékenység helyett. a reakciók egyensúlyi állandójában.
Tehát nekem úgy tűnik, hogy a $ \ mathrm {p} K_ \ text {a} $ of $ \ ce {H3O +} $ értékének meg kell egyeznie a $ 0 $ értékkel.
ez a kérdés még vitatott?
PS1:
A kérdés részleteinek megadása érdekében úgy tűnik, hogy a vita a wikipédia oldalán folytatott vita során említett hivatkozásokban, valamint a Nicolau Saker Neto munkatársa linkjén található vita az egyensúlyi állandó két különböző definíciójának együttes létezéséig forrni:
– az egyik a vegyületek aktivitásán alapul, a másik a “tömeges cselekvési törvénytől” származik, és ezáltal felhasználja a vegyület moláris frakcióit vegyületek
A Callen átolvasása (termodinamika és egy bevezetés a termosztatisztikához) azt a benyomást kelti bennem, hogy a moláris frakciókat érintő egyensúlyi állandó tömegtörvény-levezetése egy ideális folyadék feltételezésén alapul. Úgy tűnik azonban, hogy éppen az ideálistól való eltérés indokolja a tevékenységek használatát a moláris frakciók helyett. Helyes?
PS2:
Egy másik pont, amelyet még nem részleteztem, vitának tűnik a $ K_ \ text {a} $ definíció alkalmazásának lehetőségéről a vízmolekulák $ \ ce {H2O} $, tekintve, hogy ezek nem erősen hígított oldott anyagok, mivel ezek alkotják az oldószert. Ez érvényes kérdés, és akkor a $ \ ce {H3O +} / \ ce {H2O} $ savasságát más oldószerben kell meghatározni, mint $ \ ce {H2O} $, hogy összehasonlítsuk a többi savval?
Megjegyzések
- Az a probléma merül fel, hogy az ellenionjába 55,56 moláris hidronium kerül. Az erős savak vízazeotropjait ne tömegszázalékban, hanem mólarányban vegyük figyelembe. Van valami érdekes?
- Az ebben a linkben található lábjegyzetek a hidratált $ K_a $ kiszámításáról és érvényességéről szólnak. protonok a vízben, számos hivatkozással, amelyek érdekesek lehetnek.
- @ Al bácsi, sajnálom, de nem ‘ nem érti a mondatát.
- @NicolauSakerNeto, ezek a hivatkozások valóban átfedik azokat, amelyek a wikipédia oldal megbeszélésén szerepelnek. Megnéztem őket, és egyelőre úgy tűnik számomra, hogy a kérdés az egyensúlyi állandó két különböző meghatározásának létezéséből fakad:
- @NicolauSakerNeto: (1) Elnézést az előző megjegyzésemben szereplő elírásokért ( Nem tudtam ‘ tovább szerkeszteni) … (2) A kérdést úgy szerkesztettem, hogy folytassam a vitát a hivatkozásokban, ahogy értem.
Válasz
A $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ hidronium körüli vita többnyire a $ K_ \ meghatározásából adódik. mathrm {a} $ vagy annak hiánya.
A $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ vagy $ K_ \ mathrm {a} $ IUPAC definíciója nincs.
A legközelebbi IUPAC által definiált kifejezés a standard egyensúlyi állandó , amelyet $ K ^ \ circ $ vagy csak $ K $ jelöléssel jelölhetünk. .
Az olyan fizikai kémiai szövegek, mint a Levine, és az olyan elismert művek, mint Bates “s ” A pH meghatározása – elmélet és gyakorlat “ meghatározza a $ K ^ \ circ_ \ mathrm {a} $ of egy sav a vízben, mint:
$$ \ frac {a (\ ce {A -}) a (\ ce {H3O +})} {a (\ ce {HA}) a (\ ce { H2O})} \ tag {1} $$
Ahol $ a $ tevékenység .
Ennek helyettesítése a sav: $ \ ce {H3O +} $:
$$ \ frac {a (\ ce {H2O}) a (\ ce {H3O +})} {a (\ ce {H3O +}) a (\ ce {H2O})} = 1 \ tag {2} $$
és természetesen $ – \ log (1) = 0 $.
A $ -1.74 szám $, amelyről néhányan idézik a hidroniumot: $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $:
- kihagyva a víz aktivitását a $ K ^ \ circ_ \ mathrm nevezőjéből {a} $ meghatározás ($ (1) $ egyenlet); és
- a víz koncentrációját (kb. 55,5 USD ~ \ mathrm {M} $) $ K_ \ mathrm {a} $ értéknek veszi fel \ ce {H3O +} $.
Ezzel egy megkapja a $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ értéket $ – \ log (55.5) = -1.74 $ értékkel. Például a Levine-nek megvan a -1,74 $ értéke egy ábrán, amely összehasonlítja a különféle savak $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ “-jait, de van egy lábjegyzete, amely elmagyarázza, hogy a $ \ ce {H3O + értéke } $ a $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ alternatív definíción alapszik.
Visszatérve azonban az elemzéshez, amely szerint a $ K ^ \ circ_ \ mathrm {a} = 1 $ a leghitelesebb cikk ebben a kérdésben:
Új nézőpont a vízben lévő Ka (H3O +, H2O) és Kb (H2O, OH-) párok jelentéséről és értékeiről , amely ragaszkodik ahhoz, hogy
$ $ \ ce {H2O + H3O + < = > H3O + + H2O} $$
“nem felel meg tényleges kémiai folyamat “, ezért” nem jogos “a $ K ^ \ circ_ \ mathrm {a} $ fogalmának kiterjesztése a vízben lévő $ \ ce {H3O +} $ -ra. azt állítva, hogy csak a $ K_ \ mathrm {a} $ \ ce {H3O +} $ tanulmányozásával más oldószerben, például etanolban, a $ \ ce {H3O +} $ összehasonlítható más savakkal.
A $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ of $ \ ce {H3O +} $ etanolban $ 0.3 $ és $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ értékek $ 1.0 \ pm 0.3 $ egységek. alacsonyabb a vízben, mint az etanolban, ezért a cikk egy $ \ mathrm {p} K_ \ mathrm {a} $ -0,7 $ -ot javasol $ \ ce {H3O +} $ vízhez, összehasonlítás céljából savai.
Megjegyzések
- Tehát úgy hangzik, hogy a -1,76 érték eredete a pKa egyszerűsített meghatározásából származik, amelyet gyakran használnak bevezető tanfolyamokon. Mindenesetre milyen következményei vannak ennek, ha a pKa -1, 76 helyett valóban 1,0? Jelentősen különbözik a protonált metanol pKa-ja?
- Azt is megállapítottam, hogy a protonált metanol pKa értéke -2,2. A H3O + valóban ennyire különbözne a protonált metanoltól?
- @Dissenter ” milyen következményei vannak ennek, ha a pKa valóban 1,0 helyett -1,76 ” Senki sem mond 1,0-t, az egyetlen említett érték 0,0 , -0,7 és -1,74. De nem hiszem, hogy következményei lennének, mert a cikk magyarázata szerint a H2O-val és a H3O + -val való egyetlen egyensúly a Kw. Nem tudok ‘ gondolni olyan helyzetekre, amikor ‘ valaha is használtam Ka értékét H3O + vízben.
- @Dissenter ” Megállapítottam, hogy a protonált metanol pKa értéke -2,2. Vajon a H3O + valóban ennyire különbözik-e a protonált metanoltól? ” DMSO-ban a víz pKa 2,4 egységgel magasabb, mint a metanol pKa chem.wisc.edu/areas/reich/pkatable
Válasz
Azt hiszem, félreértés van Keq és Ka között:
$ \ ce {H3O + + H2O < = > H3O + + H2O} $ :
$$ K_ {eq} = \ frac {[\ ce {H3O +}] * [\ ce {H2O}]} {\ ce {[H3O +] * [H2O]}} = 1 $$
azonban $ K_ \ mathrm {a} = K_ {eq} * [\ ce {H2O}] = \ ce {[ H2O]} $
ezért $ K_ \ mathrm {a} (\ ce {H3O +}) = [\ ce {H2O}] $
p $ K_ \ mathrm {a} (\ ce {H3O +}) = -1,74 $