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- Nein, es ist nicht ' t. Sie können ' neutrale Moleküle hinsichtlich ihrer Stabilität nicht sinnvoll mit Ionen vergleichen. Das Aufrufen abgeschlossener Oktette hilft ' nicht viel, da alle in Ihrem Beitrag erwähnten Moleküle und Ionen diese Funktion gemeinsam haben.
- Ihre zweite Gleichung ist unausgeglichen. Sie haben auf der rechten Seite ein zusätzliches Hydroxidion hinzugefügt.
Antwort
Kohlensäure ist nicht unbedingt erforderlich stabiler als das Carbonation.
Warum ist Kohlensäure (p $ \ ce {Ka = 6,3} $) nicht stabil?
Der Grund dafür ist der gleiche wie der für die Instabilität von Aluminiumcarbonat angegebene. Eisen (III) carbonat usw. Das heißt, das Carbonation hat eine stark polarisierbare Elektronenwolke, die in diesem Fall durch dicht positiv geladene Spezies wie das Wasserstoffion verzerrt werden kann. Daher ist Kohlensäure keine sehr stabile Spezies und im Vergleich zu dem Bicarbonation, bei dem nur ein dicht geladenes Wasserstoffion seine Elektronenwolke verzerrt, definitiv instabiler. Daher sollte die in der Frage erwähnte Position des 2. Gleichgewichts links liegen, um die stabileren Spezies zu bevorzugen.
Warum ist das Bicarbonation (p $ \ ce {Ka = 10,3} $) stabiler? als das Carbonation?
Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Bicarbonation eine geringere negative Ladung aufweist und es immer noch 2 äquivalente Resonanzstrukturen gibt, um die negative Ladung auszubreiten. Im Vergleich zum Carbonation, das die doppelte Ladungsdichte, aber nur eine Resonanzstruktur aufweist, ist das Bicarbonation stabiler. Daher sollte die Gleichgewichtsposition in der ersten in der Frage erwähnten Reaktion links und nicht rechts sein.
Daher sollte in Lösung die dominierende Spezies unter den drei das Bicarbonation sein. Dies sollte der richtige Gedankengang sein.
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- " Das heißt, das Carbonation hat eine stark polarisierbare Elektronenwolke, die dies kann in diesem Fall durch dicht positiv geladene Spezies wie das Wasserstoffion verzerrt werden. " Ich habe das verstanden, aber ich habe nicht verstanden, was Sie gesagt haben und warum H2CO3 mehr ist instabil als HCO3-. Für mich haben Sie erklärt, warum CO3-2 instabiler ist als HCO3. Könnten Sie es mir noch einmal erklären? Ich schätze Ihre Antwort jedoch. @ Tan Yong Boon
- @ user158657 Ihre erste Anfrage kann sehr logisch beantwortet werden. Da in Bicarbonat nur ein H + die Elektronenwolke verzerrt, während in Kohlensäure zwei H + eine viel größere Verzerrung erzeugen, ist Kohlensäure definitiv viel weniger stabil, da die Elektronenwolke ihres Carbonation stark polarisiert ist.
- @ user158657 In Bezug auf Ihre zweite Abfrage müssten wir die Stabilität sowohl anhand der Ladungsdichte (dh der Ladung des Ions) als auch der Ladungsverteilung (dh der Anzahl der Resonanzstrukturen) bewerten. Obwohl das Carbonation im Vergleich zum Bicarbonation, das nur zwei äquivalente Strukturen aufweist, 3 äquivalente Strukturen aufweist, ist die Ladungsdichte des Ions doppelt so hoch wie die des Bicarbonation. Obwohl es die Ladung über ein weiteres Sauerstoffatom delokalisieren kann, kompensiert es somit nicht die zusätzliche Einheit der negativen Ladung. Daher ist das Carbonation im Vergleich zu Bicarbonat instabiler.
Antwort
Es macht keinen Sinn zu fragen, warum Eine Verbindung hat einen spezifischen Wert von pka. Werte sollen die Dinge miteinander vergleichen, insbesondere in Bezug auf pka.
Wenn Sie behaupten, dass ein Produkt stabiler ist, müssen Sie angeben, in welchem Zustand wir sonst keine Vorhersage treffen können.
Wenn Sie über Carbonate sprechen, müssen Sie außerdem nicht nur pKa Lösung, sondern auch Druck und Anteil von Kohlendioxid in der Gasphase berücksichtigen. Ohne Druck ist die Menge an Carbonat in Lösung sehr gering. Natriumbicarbonat ist nicht so löslich, wie man vielleicht denkt.
Der Grund dafür liegt in Ihrer Frage, die ich als solche umformulieren werde: Ich erwarte, dass sich das zweite saure Proton wie ein verhält Carbonsäure aufgrund ihrer Struktur, aber sie scheint viel basischer zu sein als erwartet.
Die Antwort auf diese Frage lautet, sie umzukehren, warum die Carbonsäure im Carbonat bei einem pka von 3,6 liegt ( Die Antwort auf diese Frage ist offensichtlich die Resonanzstruktur der Carbonsäure, die die negative Ladung stabilisiert.Das Problem ist, dass dieses Resonanzsystem zwei Ladungen nicht stabilisieren kann. Was bleibt dann von dem anderen OH in der Kohlensäure, was ist es? Nun, es ist ein OH, das an einen SP2-Kohlenstoff gebunden ist. Ein anderes OH an einem sp2-Kohlenstoff ist Phenol, und lustig genug ist Phenol pka 9,95.
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- Tatsächlich ist das $ \ mathrm {pK_a} $ -Werte selbst sagen Ihnen, dass sich die stabilste Spezies mit dem pH-Wert ändert , und diese Werte sind Grenzwerte.