Surhetsfunktion

₀ En surhetsfunktion är ett mått på surheten hos ett medium eller lösningsmedelssystem, vanligtvis uttryckt i termer av dess förmåga att donera protoner till (eller ta emot protoner från) ett löst ämne ( Brønsted acidity ). pH - skalan är den absolut vanligaste surhetsfunktionen och är idealisk för utspädda vattenlösningar . Andra surhetsfunktioner har föreslagits för olika miljöer, framför allt Hammett surhetsfunktion , H , för supersyramedier och dess modifierade version H _- för superbasiska medier. Termen surhetsfunktion används också för mätningar gjorda på basiska system, och termen basicitetsfunktion är ovanlig.

Surhetsfunktioner av Hammett-typ definieras i termer av ett buffrat medium som innehåller en svag bas B och dess konjugerade syra BH ⁺ :

H_{0}={\rm {p}}K_{\rm {a}}+\log {{c_{\rm {B}} } \över {c_{\rm {BH^{+}}}}}

där p Ka är dissociationskonstanten för BH ⁺_. De mättes ursprungligen genom att använda nitroaniliner som svaga baser eller syra-basindikatorer och genom att mäta koncentrationerna av de protonerade och oprotonerade formerna med UV-synlig spektroskopi . Andra spektroskopiska metoder, såsom NMR , kan också användas. Funktionen H ₋ definieras på liknande sätt för starka baser:

H_{-}={\rm {p}}K_{\rm {a}}+\log {{c_{\rm {B^ {-}}}} \över {c_{\rm {BH}}}}

Här är BH en svag syra som används som syra-basindikator, och B ⁻ är dess konjugerade bas.

Jämförelse av surhetsfunktioner med vattenhaltig surhet

₀
₀₀
₀ I utspädd vattenlösning är den dominerande syraarten den hydratiserade vätejonen H ₃ O ⁺ (eller mer exakt [H(OH ₂ ) _n ] ⁺ ). I det här fallet H och H ₋ ekvivalenta med pH-värden som bestäms av buffertekvationen eller Henderson-Hasselbalchs ekvation . Ett H -värde på -21 (en 25 % lösning av SbF ₅ i HSO ₃ F ) innebär dock inte en vätejonkoncentration på 10 ²¹ mol/dm ³ : en sådan "lösning" skulle ha en densitet mer än hundra gånger större än en neutronstjärna . Snarare H = −21 att reaktiviteten ( protonerande kraft) för de solvatiserade vätejonerna är 10 ²¹ gånger större än reaktiviteten för de hydratiserade vätejonerna i en vattenlösning med pH 0. De faktiska reaktiva ämnena är olika i de två fallen , men båda kan anses vara källor till H ⁺ , dvs Brønsted-syror . Vätejonen H ^{+ existerar} aldrig på egen hand i en kondenserad fas, eftersom den alltid är solvaterad till en viss utsträckning. Det höga negativa värdet av H i SbF5 _/ HSO3F- blandningar _indikerar att solvatiseringen av vätejonen är mycket svagare i detta lösningsmedelssystem än i vatten. Ett annat sätt att uttrycka samma fenomen är att säga att SbF ₅ ·FSO ₃ H är en mycket starkare protondonator än H ₃ O ⁺ .

^ IUPAC -kommission på fysisk organisk kemi (1994). " Ordlista över termer som används i fysisk organisk kemi. " Pure Appl. Chem. 66 :1077-1184. " Surhetsfunktion. Arkiverad 2013-08-04 på Wayback Machine " Kompendium av kemisk terminologi .
^ ^a ^b Rochester, Colin H. (1970). Surhetsfunktioner . London: Academic Press. ISBN 0-12-590850-4 . OCLC 93620 .
^ ^a ^b Hammett, Louis Plack (1940). Fysikalisk organisk kemi: reaktionshastigheter, jämvikter och mekanismer . McGraw-Hill Book Company, Incorporated.
^ Cox, Robin A.; Yates, Keith (2011-02-05). "Surhetsfunktioner: en uppdatering" . Canadian Journal of Chemistry . 61 (10): 2225–2243. doi : 10.1139/v83-388 .
^ Jolly, William L. (1991). Modern oorganisk kemi (2nd Edn.). New York: McGraw-Hill. ISBN 0-07-112651-1 . sid. 234.

[1] IUPAC -kommission på fysisk organisk kemi (1994). " Ordlista över termer som används i fysisk organisk kemi. " Pure Appl. Chem. 66 :1077-1184. " Surhetsfunktion. Arkiverad 2013-08-04 på Wayback Machine " Kompendium av kemisk terminologi .

[:0-2] Rochester, Colin H. (1970). Surhetsfunktioner . London: Academic Press. ISBN 0-12-590850-4 . OCLC 93620 .

[:1-3] Hammett, Louis Plack (1940). Fysikalisk organisk kemi: reaktionshastigheter, jämvikter och mekanismer . McGraw-Hill Book Company, Incorporated.

[4] Cox, Robin A.; Yates, Keith (2011-02-05). "Surhetsfunktioner: en uppdatering" . Canadian Journal of Chemistry . 61 (10): 2225–2243. doi : 10.1139/v83-388 .

[5] Jolly, William L. (1991). Modern oorganisk kemi (2nd Edn.). New York: McGraw-Hill. ISBN 0-07-112651-1 . sid. 234.