Wiem, że kwas siarkowy jest mocnym kwasem, a kwas octowy jest słabym kwasem. Jednak kiedy napiszę je w ich symbolu chemicznym.
Kwas siarkowy: $ \ ce {H2SO4} $
Kwas octowy: $ \ ce {CH3COOH} $
Zdaję sobie sprawę, że kwas octowy ma 4 atomy wodoru, podczas gdy kwas siarkowy ma tylko 2 atomy wodoru. Zatem czy kwas octowy nie powinien być silniejszy od kwasu siarkowego?
Odpowiedź
Przyjrzenie się strukturze tych dwóch kwasów może pomóc . W obu przypadkach kwaśne atomy wodoru są częścią grup hydroksylowych. Ze względu na biegunowość i efekt indukcyjny wiązanie OH jest słabsze niż wiązania CH, które są bardzo silne. W rezultacie węgiel jest prawie niemożliwy do utraty wodoru bez jakiejś reakcji eliminacji, podczas gdy wiązanie OH może ulegać autoprotolizie z innymi wiązaniami OH (nawet z wodą). Podstawą kwasowości tych wodorów jest słabość wiązania O-H. Wiązania CH są zasadniczo niekwasowe i mają wartości pKa około 45-50.
Odpowiedź
Wartość pKa kwasu mówi jak silny jest kwas.
$ pKa = -log ([H ^ +] [A ^ -] / [HA]) = – log (Ka) $ gdzie $ A $ jest sprzężoną podstawą kwas (pozostałość po dysocjacji protonu). Niska wartość $ pKa $ daje mocniejszy kwas, ponieważ wysoka wartość $ Ka $ wskazuje, że równowaga $ \ ce {HA < = > H + + A -} $ leży dobrze po prawej stronie.
Istnieje wiele czynników, które powodują, że pozycja równowagi kwasu leży daleko na prawo. Zdecydowanie najważniejsza jest stabilność sprzężonej zasady ($ A ^ – $). W twoim przykładzie, powód, dla którego $ \ ce {H2SO4} $ jest o wiele bardziej kwaśny niż $ \ ce {CH3COOH} $, ponieważ może tworzyć więcej struktur rezonansowych niż kwas etanowy, więc rozprowadza ujemny ładunek lepiej. Również indukcyjny wpływ grupy alkilowej destabilizuje ujemną sprzężoną zasadę. Jest więcej powodów, ale to jest najważniejsze.
Odpowiedź
Kwas siarkowy jest mocnym kwasem; po umieszczeniu w wodzie całkowicie dysocjuje na $ H ^ + $ i $ HSO_4 ^ – $. Podczas gdy kwas octowy dysocjuje na $ H ^ + $ i $ CH_3COO ^ – $; ale będąc słabym kwasem, niektóre cząsteczki pozostają jako $ CH_3COOH $.
Różnica między mocnym i słabym kwasem niekoniecznie polega na ich poziomie kwasowości; jest to stopień dysocjacji. Również, jak powiedział poprzedni odpowiadający, ze względu na naturę wiązania 3 cząsteczek wodoru w octanie, nie uważalibyśmy go za kwas, ponieważ nie rozpadają się one na jony $ H ^ + $ tak łatwo.
Komentarze
- Witamy w Chemistry.SE! Aby zapoznać się z tą stroną, weź prezentację i odwiedź centrum pomocy . Ponadto ten samouczek pokazuje, jak można ładnie formatować matematykę i wzory chemiczne na tej stronie.