سوالات شيمي سال ۴( پيش دانشگاهي):
دي متيل آمين يا اتيل آمين كدام يك باز قوي تري است؟
مقدار pKa در دماي اتاق براي دي متيل آمين و اتيل آمين به ترتيب 10.68 و 10.70گزارش شده است.1 با توجه به اين داده ها، اتيل آمين اندكي قوي تر از دي متيل آمين به نظر مي رسد زيرا pKa آن بزرگ تر است. اگر چه اين داده ها اندكي با داده هاي كتاب درسي تفاوت دارد ولي در مجموع يك نتيجه به دست مي آيد. با توجه به نزديكي اين دو عدد به يك ديگر از يك سو و وابستگي متفاوت تابت تفكيك اين دو باز به دما از سو ديگر، مي توان انتظار داشت مقادير گزارش شده در منابع مختلف ضمن تفاوت(ناشي از دماي اندازه گيري متفاوت)، نتايج متناقضي نيز در پي داشته باشند. بنابراين مي توان گفت در دماي اتاق اين مقايسه درست است. برخي همكاران با توجه به مطالبي كه در درس شيمي آلي آموخته اند بر اين باورند كه دي متيل آمين( به عنوان يك آمين نوع دوم) به دليل داشتن دو گروه آلكيل بايستي خاصيت بازي بيش تري داشته باشد، اما اين در حالي است كه اين داده ها با آموخته هاي گذشته ي آنان سازگاري ندارد. از اين رو مقايسه ي ياد شده را مبهم و چالش برانگير ميدانند. در پاسخ يادآور مي شود، نخست آن كه اين مطلب در فاز گازي درست است و در فاز محلول نمي توان از اثر حلال در پايدار كردن اسيد مزدوج حاصل چشم پوشيد. دوم آن كه نه تنها تعداد بلكه اندازه ي گروه هاي آلكيل بر خاصيت بازي آمين ها موثر است. بنابراين در بحث مقايسه ي خطا است بازي دو آمين يادشده شايد بتوان بزرگي اتيل را با تعداد متيل ها در نظر گرفت.2
1. http://www.zirchrom.com/organic.htm
2. Michael Clugston, Rosalind Flemming Advancedchemistry, Oxford University Press, 2008, p. 494
pKa اسيدهاي قوي تر از هيدرونيوم چگونه اندازه گيري مي شود؟
قدرت اين اسيدها در حلال¬هاي آلي (محيط غير آبي) اندازه گيري مي شود زيرا بر پايه ي اثر هم ترازي(leveling effect) در محلول آبي قدرت همه ي اين اسيدهاي قوي يكسان است و قابل اندازه گيري و مقايسه نيست. در واقع مي توان گفت، اگرچه هيدروكلريك اسيد كه در ذات اسيدي قوي تر از آب است و به طور كامل نيز در آب تفكيك مي شود ولي در محيط آبي وجود آب باعث مي شود قدرت آن در اندازه ي يون هيدرونيوم باقي بماند. اين اثر به نوعي توانايي حلال را نشان مي دهد. اثر هم ترازي حلال هاي گوناگون متفاوت است و اين تفاوت در حلال هاي آلي كه قدرت اسيدي باز مزدوج آن ها بسيار بالاتر از يون هيدرونيوم چشم گير به نظر مي رسد. از اين رو حلال هايي مانند استونيتريل و دي متيل سولفوكسيد براي تعيين ثابت تفكيك اسيدهاي قوي تر از آب مناسب است.
غلظت چگونه بر قدرت اسيدي تاثير مي گذارد؟
مي دانيم كه براي محلول هاي الكتروليت از جمله اسيدها افزايش غلظت درجه ي تفكيك يوني را كاهش مي دهد. زيرا هر چه غلظت اسيد در محلول افزايش يابد، امكان تشكيل جفت يون بيش تر شده، تفكيك يوني كم تر آن مي شود. بنابراين انتظار مي رود قدرت اسيد يادشده كاهش يابد. در عين حال براي اسيدهاي ضعيف اين كاهش غلظت تا رقت بي نهايت است كه باعث افزايش تفكيك يوني شده مي تواند ثابت تفكيك اسيد را فزوني داده بر قدرت اسيد تاثير بگذارد. تنها در اين حالت ها است كه مي توان ميان غلظت و قدرت رابطه اي بيان كرد. در غير اين صورت غلظت و قدرت رابطه اي با يك ديگر ندارند و قدرت يك اسيد در دماي ثابت فقط به ثابت تفكيك آن وابسته است.
آيا بند پ سوال 2 فكر كنيد صفحه ي 44 كتاب شيمي پيش دانشگاهي قابل حل است؟
در اين پرسش ثابت تعادل در دماي مورد نظر داده نشده است و مي توان با يك مقدار دلخواه آن را حل كرد. با اين حال اين پرسش در چاپ هشتادو نه اصلاح شده است.
برگرفته از : خانه شيمي ايران