Chemia organiczna
Jacek MÅ‚ynarski
Zakład Chemii Organicznej
fenoloftaleina
lakmus
Lakmus (E121)  wskaz
nik pH, produkt naturalny występujący w wielu gatunkach porostów, m.in. Roccella fuciformis,
występujących u wybrzeży Morza Śródziemnego i Oceanu Atlantyckiego.
Mieszanina rozpuszczalnych w wodzie barwników (w tym azolitminy), Składniki odpowiedzialne za zmiany barwy
lakmusu zawierajÄ… chromofor 7-hydroksyfenoksazonowy
konserwanty
E260
E280
E210
kwasy i zasady
kation hydroniowy
(czasem: jon oksoniowy)
proton
kwas Brłnsteda
(kwas protonowy, np. HCl)
pusty orbital p
kwas Brłnsteda  skłonność do utraty protonu
zasada Brłnsteda  skłonność do przyłączenia protonu
sprzężone kwasy i zasady
kwas
zasada
kwas zasada
kwas
zasada
kwas zasada
kwas vs. zasada
zwiÄ…zki amfoteryczne
kwas octowy
zasada
kwas
zasada
kwas
stężenie jonów hydroniowych w roztworze
wzrost mocy kwasu
mocne i słabe kwasy
woda po dodaniu mocnego kwasu
pH wyższe (ca. 1)
zachowuje siÄ™ jak zasada
pH niższe (ca. 3.5)
mocne i słabe kwasy
im mniejsze jest pKa, tym większa jest stała Ka, a więc tym mocniejszy kwas
pKa kwasu jest równe jego pH, gdy jest on dokładnie w połowie zdysocjowany
gdy pH jest wiÄ™ksze of pKa, kwas HA wystÄ™puje w wodzie w postaci A-ð
mocne i słabe kwasy
moc kwasu zależy od trwałości sprzężonej zasady
im mocniejszy kwas tym słabsza
sprzężona z nim zasada
im mocniejszy kwas tym słabsza sprzężona z nim zasada
mocne i słabe kwasy
rozpuszczalność w wodzie
zwiÄ…zki nierozpuszczalne w wodzie
mocne i słabe kwasy
protonowanie i deprotonowanie  wybór rozpuszczalnika
pKa wody 15.74
najsilniejszy kwas najsilniejsza zasada
w wodzie w wodzie
pKa amoniaku 33
mocne i słabe kwasy
im trwalsza sprzężona zasada tym mocniejszy kwas
ujemny Å‚adunek na
elektroujemnym atomie
stabilizuje sprzężoną zasadę
słabsze wiązania A-H czynią
kwasy mocniejszymi
mocne i słabe kwasy
im trwalsza sprzężona zasada tym mocniejszy kwas
HClO 7.5
HClO2 2
HClO3 -1
HClO4 -10
delokalizacja Å‚adunku ujemnego w
kwasie nadchlorowym stabilizuje
sprzężoną zasadę
delokalizacja Å‚adunku ujemnego
etanol pKa 15.9
kwas octowy pKa 4.8
kwas metanosulfonowy pKa -1.9
delokalizacja Å‚adunku ujemnego
fenol pKa 10
cyklohksanol pKa 16
nakładanie z układem
elektronów p
delokalizacja Å‚adunku ujemnego
dla C-H kwasów
ładunek zlokalizowany na jednym atomie węgla, niekorzystnie z powodu
niewielkiej elektroujemności węgla
delokalizacja na układzie p i
elektroujemnych atomach tlenu
efekt grup elektronoakceptorowych
rozproszenie ładunku bez sprzężenia
efekt grup elektronoakceptorowych
efekt indukcyjny
polaryzacja wiÄ…zania s
wpływ hybrydyzacji
w im większym stopniu orbital ma charakter orbitalu s, tym bardziej utrzymuje
na sobie elektrony  atom o hybrydyzacji sp jest mniej elektronodonorowy
wpływ hybrydyzacji
H H
H H
H C C H C C H C C H
H H
H H
pKa = 50
pKa = 25
pKa = 44
kwas sprzężona zasada pKa
udział orbitalu s
słabszy
kwas
silniejszy
kwas
sprzężone C-H kwasy
9-fenylofluoren pKa 18.5
fluoraden pKa 11
fluoren pKa 22.8
efekt grup elektronodonorowych
grupy alkilowe uwalniajÄ… elektrony
N-H kwasy
ftalimid
grupa amidowa
amidy  protonowanie na tlenie
protonowanie na atomie tlenu
zasadowość
amoniak jest słabszą zasadą od jonu
wodorotlenowego
zasadowość amin  efekty zwiększające gęstość elektronową na azocie
używamy pKaH w znaczeniu pKa sprzężonego kwasu
amoniak pKaH 9.2 większa stabilizacja ładunku dodatniego
przez grupy alkilowe
większa stabilizacja ładunku dodatniego
przez wiÄ…zania wodorowe z rozpuszczalnikiem
zasady silniejsze od amoniaku
zasadowość amin  efekty zmniejszające gęstość elektronową na azocie
w im większym stopniu orbital ma charakter orbitalu s, tym bardziej utrzymuje
na sobie elektrony  wolna para trudniej dostępna
zasadowość amin  efekty zmniejszające gęstość elektronową na azocie
cykloheksyloamina pKaH 10.7
anilina pKaH 4.6
amidyny
amidyna pKaH 12.4
kation amidyniowy
1,8-diazabicyklo[5.4.0]undec-7-ene
zasadowość amin
pirydyna pKaH 5.2
imidazol pKaH 7.1
protonowanie nie zmienia charakteru aromatycznego imidazolu i pirydyny
uczestniczy w rezonansie
wolna para
niearomatyczny kation
pirol pKaH -4
uczestniczy w rezonansie