3.14
В кислотно-основной реакции, когда используется основание, более сильное, чем сопряженное основание растворителя, оно депротонирует растворитель с образованием сопряженного основания. Со временем основание полностью расходуется, что делает его недоступным для депротонирования любой кислоты, которая слабее растворителя.
Аналогичным образом, если используется кислота, более сильная, чем сопряженная кислота растворителя, она протонирует растворитель с образованием большего количества сопряженной кислоты. В конце концов, ни одна кислота не присутствует, чтобы протонировать какое-либо основание, которое слабее растворителя.
В обоих случаях растворитель предотвращает реакцию более сильного основания или более сильной кислоты с желаемым соединением. Это выравнивающий эффект растворителя.
Для успешной кислотно-основной реакции выбранный растворитель должен способствовать реакции, не вступая в реакцию.
Для иллюстрации рассмотрим водный раствор амид-ионов. Поскольку амидный ион сильнее и менее стабилен, чем сопряженное основание воды, он депротонирует воду, способствуя образованию большего количества гидроксид-ионов.
Следовательно, раствор содержит в основном гидроксид-ионы и небольшое количество амид-ионов. Из-за выравнивающего эффекта воды амидные ионы расходуются, и они недоступны для депротонирования такого соединения, как ацетилен, которое имеет значение pKвыше, чем у воды.
В кислотно-щелочной химии эффект выравнивания относится к ограничению растворителем силы кислот и оснований в растворе. Когда используется основание, более сильное, чем основание, сопряженное с растворителем, оно депротонирует растворитель до тех пор, пока основание не будет полностью израсходовано, что делает его неэффективным против более слабых кислот. И наоборот, кислота более сильная, чем кислота, сопряженная с растворителем, протонирует растворитель до тех пор, пока кислота не иссякнет, что делает его неэффективным против более слабых оснований. По сути, растворитель нейтрализует более сильные кислоты и основания, не позволяя им вступать в реакцию с другими соединениями по назначению.
Например, в воде (водном растворе) сильное основание, такое как амид-ион, депротонирует воду, преимущественно образуя гидроксид-ионы и оставляя мало амид-ионов. Это предотвращает эффективное депротонирование ионов амида таких соединений, как ацетилен, который имеет более высокое значение pKa, чем вода. Однако если используется более основной растворитель, такой как аммиак, ионы амида могут успешно депротонировать ацетилен, способствуя желаемой реакции.
Таким образом, кислотность растворителя ограничивает эффективность сильных оснований, а его основность ограничивает эффективность сильных кислот. Поэтому выбранный растворитель должен способствовать кислотно-основной реакции, не подвергаясь самой существенной реакции.
В кислотно-основной реакции, когда используется основание, более сильное, чем сопряженное основание растворителя, оно депротонирует растворитель с образованием сопряженного основания. Со временем основание полностью расходуется, что делает его недоступным для депротонирования любой кислоты, которая слабее растворителя.
Аналогичным образом, если используется кислота, более сильная, чем сопряженная кислота растворителя, она протонирует растворитель с образованием большего количества сопряженной кислоты. В конце концов, ни одна кислота не присутствует, чтобы протонировать какое-либо основание, которое слабее растворителя.
В обоих случаях растворитель предотвращает реакцию более сильного основания или более сильной кислоты с желаемым соединением. Это выравнивающий эффект растворителя.
Для успешной кислотно-основной реакции выбранный растворитель должен способствовать реакции, не вступая в реакцию.
Для иллюстрации рассмотрим водный раствор амид-ионов. Поскольку амидный ион сильнее и менее стабилен, чем сопряженное основание воды, он депротонирует воду, способствуя образованию большего количества гидроксид-ионов.
Следовательно, раствор содержит в основном гидроксид-ионы и небольшое количество амид-ионов. Из-за выравнивающего эффекта воды амидные ионы расходуются, и они недоступны для депротонирования такого соединения, как ацетилен, которое имеет значение pKвыше, чем у воды.
From Chapter 3:
Now Playing
Acid–Base Titration
1.7K Views
Acid–Base Titration
18.7K Views
Acid–Base Titration
10.0K Views
Acid–Base Titration
4.1K Views
Acid–Base Titration
9.9K Views
Acid–Base Titration
5.3K Views
Acid–Base Titration
2.1K Views
Acid–Base Titration
1.3K Views
Acid–Base Titration
1.7K Views
Acid–Base Titration
5.2K Views
Acid–Base Titration
2.7K Views
Acid–Base Titration
1.2K Views
Acid–Base Titration
10.3K Views
Acid–Base Titration
3.4K Views