Surhedsfunktion - Acidity function

Syrer og baser
Diagrammatisk gengivelse af dissociationen af ​​eddikesyre i vandig opløsning til acetat- og hydroniumioner.
acid typer
Base typer

En surhedsfunktion er et mål for surheden i et medium eller opløsningsmiddelsystem, normalt udtrykt i form af dets evne til at donere protoner til (eller acceptere protoner fra) en opløst stof ( Brønsted surhed ). Den pH skala er langt den mest almindeligt anvendte surhedsfunktion, og er ideel for fortyndede vandige opløsninger . Der er blevet foreslået Andre surhedsgrad funktioner til forskellige miljøer, især den Hammett surhedsgrad funktion , H 0 , for høj surhed medier og dets modificeret version H - for superbasiske medier. Udtrykket surhedsfunktion bruges også til målinger foretaget på basissystemer, og udtrykket basicitetsfunktion er usædvanlig.

Hammett-type surhedsfunktioner er defineret som et pufret medium indeholdende en svag base B og dens konjugatsyre BH + :

hvor p K a er dissociationskonstanten af BH + . De blev oprindeligt målt ved hjælp af nitroaniliner som svage baser eller syre-base-indikatorer og ved at måle koncentrationerne af de protonerede og ikke-fotoniserede former med UV-synlig spektroskopi . Andre spektroskopiske metoder, såsom NMR , kan også anvendes. Funktionen H - er defineret på samme måde for stærke baser:

Her er BH en svag syre, der anvendes som en syre-base-indikator, og B - er dens konjugatbase.

Sammenligning af surhedsgrad fungerer med vandig surhed

I fortyndet vandig opløsning, de fremherskende syrearten er den hydratiserede hydrogenioner H 3 O + (eller mere præcist [H (OH 2 ) n ] + ). I dette tilfælde H 0 og H - svarer til pH-værdier bestemt af buffer ligning eller Henderson-Hasselbalch ligningen .
Men en H 0 -værdi på -21 (en 25% opløsning af SBF 5 i HSO 3 F betyder) ikke medføre en hydrogenionkoncentration på 10 21  mol / dm 3 : sådan en "løsning" ville have en densitet mere end et hundrede gange større end en neutronstjerne . Snarere H 0  = -21 indebærer, at reaktiviteten ( protonering effekt) af de solvatiserede hydrogenioner er 10 21 gange større end reaktiviteten af de hydratiserede hydrogenioner i en vandig opløsning med pH 0. De faktiske reaktive arter er forskellige i de to tilfælde, men begge kan betragtes som kilder til H + , dvs. Brønsted-syrer .
Hydrogenionen H + eksisterer aldrig alene i en kondenseret fase, da den altid opløses til en vis grad. Den høje negative værdi af H 0 i SBF 5 / HSO 3 F blandinger indikerer, at opløsningen af hydrogenion meget svagere i dette opløsningsmiddelsystem end i vand. Anden måde at udtrykke det samme fænomen vil sige, at SBF 5 · FSO 3 H er en meget stærkere protondonor end H 3 O + .

Referencer

  1. ^ IUPAC- Kommissionen for fysisk organisk kemi (1994). " Ordliste over termer anvendt i fysisk organisk kemi. " Pure Appl. Chem. 66 : 1077–1184. " Surhedsfunktion. Arkiveret 2013-08-04 på Wayback Machine " Compendium of Chemical Terminology .
  2. ^ a b Rochester, Colin H. (1970). Surhedsfunktioner . London: Academic Press. ISBN 0-12-590850-4. OCLC  93620 .
  3. ^ a b Hammett, Louis Plack (1940). Fysisk organisk kemi: Reaktionshastigheder, ligevægt og mekanismer . McGraw-Hill Book Company, Incorporated.
  4. ^ Cox, Robin A .; Yates, Keith (2011-02-05). "Surhedsfunktioner: en opdatering" . Canadian Journal of Chemistry . doi : 10.1139 / v83-388 .
  5. ^ Jolly, William L. (1991). Moderne uorganisk kemi (2. udgave). New York: McGraw-Hill. ISBN  0-07-112651-1 . s. 234.