Effets solvatants

Les dosages des acides et les stabilités relatives de leurs bases conjuguées correspondantes peuvent être estimés à partir des valeurs pK_a des acides. Des valeurs pK_a plus faibles indiquent des acides plus forts et des bases conjuguées correspondantes stables.

Cela peut s’expliquer par la capacité des molécules d’acide polaire à stabiliser leurs anions de base conjugués dans leurs solutions par solvatation.

Par exemple, considérons la solution d’éthanol et son ion éthoxyde de base conjugué. Lors de la solvatation, l’extrémité positive du dipôle du solvant interagit avec l’anion éthoxyde.

Cette attraction dipolaire de charge solvait fortement l’ion éthoxyde stériquement libre et le stabilisait efficacement. Par conséquent, la réaction de déprotonation de l’éthanol en ion éthoxyde est favorisée et l’éthanol a une valeur pK_a de 15,5.

Ensuite, considérez la solution d’isopropanol et son ion isopropoxyde, une base conjuguée.

Par rapport à l’ion éthoxyde, l’ion isopropoxyde a un groupe méthyle supplémentaire au carbone alpha, ce qui le rend stériquement plus entravé.

Étant donné que moins de molécules de solvant interagissent avec l’ion modérément entravé, l’anion isopropoxyde est moins stable que l’ion éthoxyde, et donc l’isopropanol est un acide plus faible que l’éthanol.

Enfin, examinez la solution de tert-butanol et de son ion conjugué tert-butoxyde.

Par rapport à l’ion isopropoxyde, l’ion tert-butoxyde a trois groupes méthyles volumineux, ce qui le rend peu accessible pour l’interaction du solvant.

La mauvaise stabilisation de la base conjuguée fait de l’ion tert-butoxyde une base moins stable que l’ion isopropoxyde. Par conséquent, le tert-butanol est un acide plus faible que l’isopropanol.

Pour résumer, une augmentation de l’entrave stérique des anions de base conjuguée diminue leur degré de solvatation, ce qui rend invariablement les ions moins stables et leurs acides correspondants plus faibles.