Utjämningseffekt
Utjämningseffekt eller lösningsmedelsutjämning avser effekten av lösningsmedel på egenskaperna hos syror och baser. Styrkan hos en stark syra begränsas ("utjämnas") av lösningsmedlets basicitet. På liknande sätt utjämnas styrkan hos en stark bas av lösningsmedlets surhet. När en stark syra löses i vatten reagerar den med den och bildar hydroniumjon (H 3 O + ) . Ett exempel på detta skulle vara följande reaktion, där "HA" är den starka syran:
- HA + H2O → A - + H3O +
Varje syra som är starkare än H 3 O + reagerar med H 2 O och bildar H 3 O + . Därför finns ingen syra starkare än H 3 O + i H 2 O. Till exempel är vattenhaltig perklorsyra (HClO 4 ), vattenhaltig saltsyra (HCl) och vattenhaltig salpetersyra (HNO 3 ) alla fullständigt joniserade och är alla lika starka syror.
På liknande sätt, när ammoniak är lösningsmedlet, är den starkaste syran ammonium (NH 4 + ), så HCl och en supersyra utövar samma surgörande effekt.
Samma argument gäller baser. I vatten är OH − den starkaste basen. Således, även om natriumamid (NaNH 2 ) är en exceptionell bas (pKa av NH 3 ~ 33), är den i vatten bara så bra som natriumhydroxid. Å andra sidan är NaNH 2 ett mycket mer basiskt reagens i ammoniak än NaOH.
pH-intervallet som tillåts av ett visst lösningsmedel kallas syra-bas-diskrimineringsfönstret.
Utjämning och differentiering av lösningsmedel
Starka baser är utjämningslösningsmedel för syror, svaga baser är differentierande lösningsmedel för syror. I ett utjämningslösningsmedel är många syror helt dissocierade och har därmed samma styrka. Alla syror tenderar att bli omöjliga att särskilja i styrka när de löses i starkt basiska lösningsmedel på grund av den större affiniteten hos starka baser för protoner. Detta kallas utjämningseffekten.
I ett differentierande lösningsmedel å andra sidan dissocierar olika syror i olika grad och har därmed olika styrka. Till exempel vattenfri ättiksyra (CH 3 COOH) som lösningsmedel en svagare protonacceptor än vatten. Starka vattenhaltiga syror som saltsyra och perklorsyra är endast delvis dissocierade i vattenfri ättiksyra och deras styrkor är olika; i själva verket är perklorsyra cirka 5000 gånger starkare än saltsyra i detta lösningsmedel. Ett svagt basiskt lösningsmedel som ättiksyra har mindre benägenhet än ett mer starkt basiskt som vatten att acceptera en proton . På samma sätt har ett svagt surt lösningsmedel mindre benägenhet att donera protoner än en stark syra.
På grund av utjämningseffekten av vanliga lösningsmedel genomförs studier på supersyror i mer differentierande lösningsmedel som är mycket svagt basiska såsom svaveldioxid (flytande) och SO 2 ClF.
Typer av lösningsmedel på basis av protoninteraktion
På basis av protoninteraktion är lösningsmedel av fyra typer,
(i) Protofila lösningsmedel: Lösningsmedel som har större tendens att ta emot protoner, dvs vatten, alkohol, flytande ammoniak, etc.
(ii) Protogena lösningsmedel: Lösningsmedel som har en tendens att producera protoner, dvs vatten, flytande klorväte, isättika, etc.
(iii) Amfiprotiska lösningsmedel: Lösningsmedel som fungerar både som protofila eller protogena, t.ex. vatten, ammoniak, etylalkohol, etc.
(iv) Aprotiska lösningsmedel : Lösningsmedel som varken donerar eller tar emot protoner, t.ex. bensen, koltetraklorid, koldisulfid, etc.
HCl fungerar som en syra i H 2 O, en starkare syra i NH 3 , en svag syra i CH 3 COOH, neutral i C 6 H 6 och en svag bas i HF.
- ^ a b Atkins, PW (2010). Shriver och Atkins' oorganiska kemi, femte upplagan . Oxford University Press. s. 121 . ISBN 978-1-42-921820-7 .
- ^ Zumdahl, SS "Chemistry" Heath, 1986: Lexington, MA. ISBN 0-669--04529-2.
- ^ a b Skoog, Douglas A.; West, Donald M.; Holler, F. James; Crouch, Stanley R. (2014). Fundamentals of Analytical Chemistry (9:e upplagan). Brooks/Cole. s. 201–202. ISBN 978-0-495-55828-6 .
- ^ Olah, GA ; Prakash, GKS; Wang, Q.; Li, X. (2001). "Vätefluorid–Antimony(V)fluorid" . I Paquette, L. (red.). Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis . New York: J. Wiley & Sons. doi : 10.1002/047084289X.rh037m . ISBN 978-0471936237 .