Miért jóval magasabb a kénsav forráspontja, mint a foszforsavé?

A foszforsav nem erős sav, és nem megy át teljes deprotonizáción.

Mindkét sav molekulatömege hasonló, körülbelül 98 gramm / mol.

Egy másik tulajdonság, amelyet figyelembe kell venni, a nettó dipólmomentum kialakulása a molekulán. A foszforsav 3D-struktúrához kapcsolódva a $ \ ce három oxigénatomjának mindegyike {- OH} $ csoport egyenlő erővel húzza ki egymást, így a kettős kötésű oxigénből felfelé haladó nettó dipólusmomentum marad.

p Kénsavval azonban mindkét hidrogénkötő csoport viszonylag azonos irányba húzódik, míg a kettős kötésű oxigénatomok ellentétes irányba húzódnak, merevebb háló dipólus.

Ez analóg a klórozott metánok nettó dipól tulajdonságával. Lásd a mellékelt képet, és vegye figyelembe a szerkezetük és a megvitatott savak szerkezetének hasonlóságait.

A a forráspont különbsége a kénsav autoprotolízise. A kénsav víz jelenléte nélkül is elveszítheti a protont, amint az ebben az egyenletben látható:

$$ \ ce {2H2SO4 < = > H3SO4 + + HSO4 -} $$

A foszforsav gyenge sav, és nincs ilyen kölcsönhatása, és csak víz jelenlétében veszít protonokat (egyensúlyban). Az autoprotolízis azért fontos, mert az autoprotolízis révén a kénsav ma már ion-ion kölcsönhatásokat képez, amelyek sokkal erősebb kölcsönhatások, mint a hidrogénkötések.

Ezért egy kissé erősebb dipólmomentum kombinációjaként és még inkább az autoprotolízis következtében a kénsav erősebb molekulák közötti erővel rendelkezik, így magasabb forráspontú.

Megjegyzések

• A tiszta H3PO4 szintén autoprotolízisen megy keresztül, és még nagyobb mértékben, mint a H2SO4. A tiszta anyagok viselkedése kevéssé hasonlít a vízzel való kölcsönhatásukra, ha erősen hígítottak.
• @Mithoron Tehát ez a $ \ ce {H3PO4} $ pKa-ját jelenti $ \ ce {H3PO4-ben } $ magasabb, mint a $ \ ce {H2SO4} $ pKa értéke $ \ ce {H2SO4} $ -ban? <