المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11922 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية



The choice of solvent limits the pKa range we can use  
  
36   08:51 صباحاً   التاريخ: 2025-05-06
المؤلف : Jonathan Clayden , Nick Greeves , Stuart Warren
الكتاب أو المصدر : ORGANIC CHEMISTRY
الجزء والصفحة : ص170-171
القسم : علم الكيمياء / الكيمياء العضوية / مواضيع عامة في الكيمياء العضوية /


أقرأ أيضاً
التاريخ: 30-12-2021 2171
التاريخ: 30-10-2020 1323
التاريخ: 2024-07-12 954
التاريخ: 1-11-2016 3007

In water, we can measure the pKa of an acid only if the acid does not completely protonate water to give H3O+ or completely deprotonate it to give HO−. We are restricted roughly to pH –1.7 to 15.7, beyond which water is more than 50% protonated or deprotonated. The strength of acids or bases we can use in any solvent is limited by the acidity and basicity of the solvent itself. Think of it this way: say you want to remove the proton from a compound with a high pKa, say 25–30. It would be impossible to do this in water since the strongest base we can use is hydrox ide. If you add a base stronger than hydroxide, it won’t deprotonate your compound, it will just deprotonate water and make hydroxide anyway. Likewise, acids stronger than H3O+ can’t exist i n water: they just protonate water completely to make H3O+. If you do need a stronger base than OH− (or a stronger acid than H3O+, but this is rarer) you must use a different solvent. Let’s take acetylene as an example. Acetylene (ethyne) has pKa 25. This is remarkably low for a hydrocarbon (see below for why) but, even so, hydroxide (the strongest base we could have in aqueous solution, pKa 15.7) would establish an equilibrium where only 1 in 109.3 (1015.7/1025), or about 1 in 2 billion, ethyne molecules are deprotonated. We can’t use a stronger base than hydroxide, since, no matter what strong base we dissolve in water, we will only at best get hydroxide ions. So, in order to deprotonate ethyne to any appreciable extent, we must use a different solvent—one that does not have a pKa less than 25.

Conditions often used to do this reaction are sodium amide (NaNH2) in liquid ammonia. Using the pKa values of NH3 (ca. 33) and ethyne (25) we would estimate an equilibrium constant for this reaction of 108 (10−25/10−33)—well over to the right. Amide ions can be used to deprotonate alkynes.

Since we have an upper and a lower limit on the strength of an acid or base that we can use in water, this poses a bit of a problem: how do we know that the pKa for HCl is more negative than that of H2SO4 if both completely protonate water? How do we know that the pKa of meth ane is greater than that of ethyne since both the conjugate bases fully deprotonate water? The answer is that we can’t simply measure the equilibrium for the reaction in water—we can do this only for pKa values that fall between the pKa values of water itself. Outside this range, pKa values are determined in other solvents and the results are extrapolated to give a value for what the pKa in water might be.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .