Как предсказать направление равновесия кислотно-щелочной реакции

Артур Винтер

Значения pKa позволяют предсказать направление равновесия кислотно-щелочного химические реакции для органических молекул. Значение pKa кислоты - это количественное измерение кислотности молекулы. PKa выводится из константы равновесия для реакции диссоциации кислоты, Ka, и использует логарифмическую шкалу, чтобы позволить значениям pKa охватывать широкий диапазон.

pKa = –log Ka



Чем ниже значение pKa кислоты, тем сильнее кислота. Чем выше значение pKa, тем слабее кислота. Очень сильные кислоты имеют значения pKa меньше нуля, тогда как слабые кислоты обычно имеют значения pKa от 0 до 9.

Здесь представлена ​​краткая таблица кислот pKa.

image0.png

Имея таблицу pKa в руке (или в памяти, если ваш профессор настаивает на этом), вы можете предсказать направление равновесия кислотно-основных реакций. Слабые кислоты и основания обладают меньшей энергией, чем сильные кислоты и основания, и поскольку равновесие благоприятствует реакционной стороне с наиболее низкоэнергетическими соединениями, кислотно-основные реакции будут идти в сторону с самыми слабыми кислотами и основаниями.

Как правило, равновесие реакции будет в пользу стороны с более слабыми кислотами и основаниями.

Например, вы можете предсказать направление кислотно-щелочной реакции между цианистым водородом (HCN) и ацетатом (CдваЧАС3ИЛИ ЖЕдва-) показано здесь.

Значения pKa предсказывают направление кислотно-щелочного равновесия.

Значения pKa предсказывают направление кислотно-щелочного равновесия.

Поскольку цианистый водород (pKa = 9) имеет более высокое значение pKa, чем уксусная кислота (pKa = 5), равновесие будет находиться слева, в направлении более слабой кислоты и основания. Вот и все, что нужно для предсказания направления кислотно-щелочной реакции. Если вам известны значения pKa двух кислот по обе стороны уравнения, то вы знаете, в каком направлении находится равновесие, потому что равновесие будет в пользу той стороны с кислотой, которая имеет наивысшее значение pKa.