pH aniontů kyslíkatých kyselin
Proč je O-H vazba aniontů kyslíkatých kyselin méně polární, a tedy je menší míra disociace? H3PO4 > H2PO4{-} > HPO4{2-}
Odpovědi
Diskuze
Není možné klást míru disociace přímo úměrnou polaritě vaby. Mezi halogenvodíky je největší polarita vazby u HF a nejmenší u HI a míra disociace je opačná, největší u HI a nejmenší u HF. Totéž platí o kyslíkatých kyselinách. Síla kyslíkatých kyselin roste s poměrem počtu atomů kyslíku k počtu atomů vodíku. Rostoucí kladný náboj centrálního atomu snižuje parciální záporný náboj atomu kyslíku ve skupině -O-H a tím zmenšuje "iontový" příspěvek (polaritu) k pevnosti kovalentní vazby mezi vodíkem a kyslíkem. Jednoduchým příkladem je voda. K disociaci prvního vodíku z molekuly H2O nenení třeba mimořádně velká energie. Naproti tomu voda do druhého stupně - za vzniku O(2-) nedisociuje. Záporný náboj, který se kyslíku velmi zvětší odštěpením prvního vodíku, zpevní vazbu O-H tak, že za běžných podmínek není disociace možná.
http://vscht.cz/ach/pub/ReseneUlohy-5B-Odhad_sily_kyselin.pdf
Stejně je vysvětlená míra disociace binárních kyselin v periodě.
Tak nevím, nepředpokládám, že to PDFko je chybné. Na druhou stranu ta pevnost vazby by lecos vysvětlovala, například ty anionty. Vůbec nevím, co si o tom mám myslet...
Tak to asi není, protože se porovnává disociace pouze jednoto vodíku.
"Rostoucí kladný náboj centrálního atomu snižuje parciální záporný náboj atomu kyslíku ve skupině -O-H a tím zmenšuje "iontový" příspěvek (polaritu) k pevnosti kovalentní vazby mezi vodíkem a kyslíkem"
Oni píšou:
"vyšší oxidační číslo centrálního atomu znamená vyšší poměr O:H ~ XOm(OH)n → vyšší polarita vazby O–H → silnější kyselina"
To mi přijde jako pravý opak...
Já se snažím nějak "zkompletovat" ty dvě úvahy o polaritě a pevnosti vazby - čím větší polarita, tím větší pevnost vazby. Přesně jak píšeš. Potom nechápu:
1) proč míra disociace roste v periodě (CH4 < NH3 < H2O < HF).
2) proč míra disociace roste s oxidačním číslem centrálního atomu (jak uvádí v PDFku).
3) proč míra disociace roste s elektronegativitou centrálního atomu (jak uvádí v PDFku).
2:Elektronegativita atomu roste s oxidačním číslem (v tabulkách se často uvádí pro nejvyšší oxidační číslo). V řetězci H-O-X je vazba H-O tím pevnější, čím je kyslík zápornější a vodík kladnější. Atom s vyšším oxidačním číslem posouvá molekulový orbital k sobě a tak oslabuje vazbu H-O, podle mně tak klesá parciální záporný náboj kyslíku. Kyslík je méně záporný, proto snadněj odštěpí kladný proton. Stejný efek , velmi výrazný, je u organických kyselin při navázání elektronegativního substituentu na sousední uhlík CH2ClCOOH - kyselina chloroctová je výrazně silnější kyselinou, než kyselina octová. Stejný efek má vyšší elektronegativita centrálního atomu. Ve tvém materiálu jsou právě deformace molekulového orbitalu zobrazeny těmi zelenými šipkami. Já jen nechápu, jak se může zvyšovat polarita vazby O-H kde na kyslíku je přebytek elektronů a na vodíku nedostaek (polární vazba), když z toho kyslíku nějaké elektrony odčerpám. Hustota elektronů v okolí atomu kyslíku klesne, klesne i jeho parciální záporný náboj a tedy bude vodík míň přitahovat.
Pro rozštěpení vazby polárním rozpouštědlem se musí dodat energie rovná energii té vazby, je to tak?
->
Takže změna elektrostatického působení dipólu při změně dipólového momentu má jiný průběh, než změna pevnosti vazby při změně momentu? A proto je při zvětšení momentu někdy změna pevnosti vazby menší než změna elektrostatického působení dipólu, a vazba se snáz štěpí. Je to tak?
Míru disociace kyslíkatých kyselin (-O-H) určuje míra odstínění vodíkových protonů.
CH4 < NH3 < H2O < HF
HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4
HClO < HBrO < HIO
U aniontů kyslíkatých kyselin je vodíkový proton víc odstíněný (tedy parciální náboj vodíku a kyslíku je menší).
H3PO4 > H2PO4{-} > HPO4{2-}
H2O > OH{-}
U "nekyslíkatých" kyselin záleží ještě na pevnosti vazby (u kyslíkatých kyselin je pouze jeden druh vazby O-H). Ve skupině roste polarizace vazného atomu (polarizují molekuly vody), což opět snižuje odstínění vodíkového protonu. Vzato s celkovou pevností vazby se pak v důsledku ve skupině zvyšuje míra disociace.
HF < HCl < HBr < HI
U krystalických látek potom záleží taky na "dostupnosti" v krystalové mřížce.