Toan giải ly định sổ

Toan giải ly định sổ( さんかいりていすう,Anh ngữ:acidity constant) は,Toanの cường さを định lượng đích に biểu すための chỉ tiêu のひとつ.Toan tính độ định sổともいう. Toan から thủy tố イオンが phóng xuất されるGiải lyを khảo え, そのBình hành định sổK_aまたはその phụ のThường dụng đối sổpK_aによって biểu す.pK_aが tiểu さいほど cường い toan であることを kỳ す (K_aが đại きいことになる ).

Đồng dạng に,Diêm cơに đối してはDiêm cơ giải ly định sổpK_bが sử dụng される.Cộng dịch toan ・ diêm cơの quan hệ では, toan giải ly định sổ と diêm cơ giải ly định sổ のどちらかが phân かれば,Dung môiのTự kỷ giải lyĐịnh sổ を dụng いることで, hỗ いに sổ trị を変 hoán することができる.

Toan giải ly định sổ は, thông thường はイオン hóaすると khảo えないHữu cơ hóa hợp vậtのThủy tốに đối しても sử dụng することができる.アルドール phản ứngなど, thủy tố の dẫn き bạt きを bạn うHóa học phản ứngを khảo える tế に hữu hiệu となる.

Định nghĩa

Toanの nhất bàn thức をHA,Dung môiをHsolとすると, giải ly bình hành phản ứng は thứ のようになる.

{\ce {{HA}+Hsol<=>{H2sol^{+}}+A^{-}}}

このとき, toan giải ly định sổK_aは, dung môi の nùng độ[Hsol]を định sổ nội に hàm めた hình で thứ のように biểu せる.

K_{\mathrm {a} }={\frac {a_{\mathrm {H_{2}sol} ^{+}}a_{\mathrm {A} ^{-}}}{a_{\mathrm {HA} }}}={\frac {[\mathrm {H} _{2}\mathrm {sol} ^{+}][\mathrm {A} ^{-}]}{[\mathrm {HA} ]~\mathrm {mol~L^{-1}} }}

ここではHoạt lượng $a$ を nùng độ で cận tự している.K_aは dung môi の chủng loại に y tồn し, またBình hành định sổであるためにÔn độによっても変 hóa する.

K_aは vật chất によって đại きく dị なり, tràng hợp によっては phi thường に hằng sổ が đại きく ( tiểu さく ) なるため, thủ tráp いに bất tiện なことがある. このため, phụ のThường dụng đối sổpK_a= −log₁₀K_aで biểu される tràng hợp が đa い.

Diêm cơ giải ly định sổ

Diêm cơの tràng hợp は, đồng dạng にDiêm cơ giải ly định sổ(pK_b) を dụng いる. Diêm cơ の nhất bàn thức をB,Dung môi をHsolとすると, diêm cơ が thủy tố イオンを thụ け thủ る phản ứng は thứ のようになる.

{\ce {{B}+Hsol<=>{BH^{+}}+sol^{-}}}

これより, diêm cơ giải ly định sổK_bは, dung môi の nùng độ[Hsol]を định sổ に hàm めた hình で thứ のように biểu せる.

K_{\mathrm {b} }={\frac {[\mathrm {BH} ^{+}][\mathrm {sol} ^{-}]}{[\mathrm {B} ]~\mathrm {mol~L^{-1}} }}

K_bもK_aと đồng dạng に, phụ の thường dụng đối sổ biểu kỳ にしたpK_bとして tráp うことが đa い. pK_bの tiểu さな vật chất ほど diêm cơ tính が cường くなる.

Toan と diêm cơ の cộng dịch

ある vật chất から thủy tố イオンがひとつ thoát ly した hóa học chủng を, その vật chất のCộng dịch diêm cơと hô ぶ. Phản đối に, ある vật chất に thủy tố イオンがひとつ phó gia した hóa học chủng を, その vật chất のCộng dịch toanという. Lệ えば,Thủy(H₂O) の cộng dịch diêm cơ はThủy toan hóa vật イオン(OH⁻), cộng dịch toan はオキソニウムイオン(H₃O⁺) である.

Toan giải ly định sổ と diêm cơ giải ly định sổ の định nghĩa より, ある toanHAの toan giải ly định sổK_aと, その cộng dịch diêm cơA⁻の diêm cơ giải ly định sổK_bの gian には thứ thức が thành lập する.

K_{\mathrm {a} }K_{\mathrm {b} }={\frac {[\mathrm {H} _{2}\mathrm {sol} ^{+}][\mathrm {A} ^{-}]}{[\mathrm {HA} ]~\mathrm {mol~L^{-1}} }}\cdot {\frac {[\mathrm {HA} ][\mathrm {sol} ^{-}]}{[\mathrm {A} ^{-}]~\mathrm {mol~L^{-1}} }}=[\mathrm {H} _{2}\mathrm {sol} ^{+}][\mathrm {sol} ^{-}]/\mathrm {mol^{2}~L^{-2}}

すなわち, ある dung môi trung でのK_aとK_bの tích は, その dung môi のTự kỷ giải lyĐịnh sổ に đẳng しい. Đặc に thủy dung dịch trung ではThủy のイオン tích( 25℃で 10⁻¹⁴M²) に đẳng しくなるため,Thường dụng đối sổBiểu ký ではpK_a+ pK_b= 14が thành lập する.

Toan giải ly định sổ と diêm cơ giải ly định sổ は dung môi の tự kỷ giải ly định sổ を môi giới とすることで hỗ いに変 hoán khả năng であるため, văn hiến đẳng には toan giải ly định sổ のみが kỳ されていることも đa い.

なお, diêm cơ の toan giải ly định sổ の trị は, その diêm cơ の cộng dịch toan の toan giải ly định sổ の trị である.

Đại biểu đích な vô cơ ・ hữu cơ hóa hợp vật の thủy ・DMSO・ tạc toan trung の toan giải ly định sổ^[1]
		Toan ( cộng dịch toan )	Diêm cơ ( cộng dịch diêm cơ )	pK_a(H₂O)	pK_a(DMSO)	pK_a(AcOH)
Quá diêm tố toan		HClO₄	ClO− 4	( cường )	0.4	4.9
Xú hóa thủy tố toan		HBr	Br⁻	−4.1	1.1	6.1〜6.7
Diêm toan		HCl	Cl⁻	−3.7	2.1	8.6
Lưu toan(pKa₁)		H₂SO₄	HSO− 4	—	1.4	7.2
Tiêu toan		HNO₃	NO− 3	−1.8	1.4	9.4
	トリクロロ tạc toan	Cl₃CCOOH	Cl₃CCOO⁻	0.7		11.5
リン toan(pKa₁)		H₃PO₄	H₂PO− 4	1.83
	ジクロロ tạc toan	Cl₂CHCOOH	Cl₂CHCOO⁻	1.48	6.4
Lưu toan(pKa₂)		HSO− 4	SO2− 4	1.96	14.7
フッ hóa thủy tố toan		HF	F⁻	2.67
	クロロ tạc toan	ClCH₂COOH	ClCH₂COO⁻	2.88	8.9
	Tạc toan(AcOH)	CH₃COOH	CH₃COO⁻	4.76	12.6
Thán toan(pKa₁)		H₂CO₃	HCO− 3	6.11
リン toan(pKa₂)		H₂PO− 4	HPO2− 4	6.43
	2,4-ペンタンジオン			8.8	13.3
	シアン hóa thủy tố	HCN	CN⁻	9.1	12.9
アンモニア		NH+ 4	NH₃	9.25	10.5	6.4
Thán toan(pKa₂)		HCO− 3	CO2− 3	9.87
	ニトロメタン	CH₃NO₂	CH₂NO− 2	10.2	17.2
	エチルアミン	(C₂H₅)NH+ 3	(C₂H₅)NH₂	10.63	11
	トリエチルアミン	(C₂H₅)₃NH⁺	(C₂H₅)₃N	10.72	9.0	9.5
	ジエチルアミン	(C₂H₅)₂NH+ 2	(C₂H₅)₂NH	10.93	10.5
リン toan(pKa₃)		HPO2− 4	PO3− 4	11.46
	アセトン			19.3	26.5
ジメチルスルホキシド(DMSO)				33	35
	メタン	CH₄	CH− 3	49	56
	エタン	C₂H₆	C₂H− 5	50.6

Chú ・ xuất điển

^11.2 vô cơ toan の toan giải ly định sổ, 『 hóa học tiện lãm 』, cải đính 5 bản, nhật bổn hóa học hội, pp.II-332-333ISBN 4-621-07341-9,11.6 phi thủy hệ の bình hành định sổ,ibin,pp. 354–356より bạt 粋し nhất つの biểu に thống hợp.

Quan liên hạng mục

Giải ly định sổ

Ngoại bộ リンク

Bordwell pKa Table in DMSO
pKa Data Compiled by R. Williams(PDF)
Harvard University: Evans Group pKa Table
Shodor.org Acid-Base Chemistry
Factors that Affect the Relative Strengths of Acids and Bases
Purdue Chemistry
"Acidity constant" definition(from theIUPAC"Gold Book")
Distribution diagrams of acids and bases(generation from p $K_{a}$ values with free spreadsheet)
pKa calculation software, first principle method based on Quantum Mechanics and Poisson-Boltzmann solvation model
SPARC Physical/Chemical property calculator

[1] 11.2 vô cơ toan の toan giải ly định sổ, 『 hóa học tiện lãm 』, cải đính 5 bản, nhật bổn hóa học hội, pp.II-332-333ISBN 4-621-07341-9,11.6 phi thủy hệ の bình hành định sổ,ibin,pp. 354–356より bạt 粋し nhất つの biểu に thống hợp.

[1]