Perché il punto di ebollizione dellacido solforico è molto più alto di quello dellacido fosforico?

Lacido fosforico non è un acido forte e non subisce deprotonizzazione completa.

Entrambi gli acidi hanno una massa molare simile di circa 98 grammi per mole.

Unaltra proprietà che dovrebbe essere considerata è la formazione di un momento di dipolo netto sulla molecola. Con la struttura 3D dellacido fosforico attaccata, ciascuno dei tre atomi di ossigeno nel $ \ ce {- OH} $ gruppo tira con uguale forza, annullandosi a vicenda, lasciando un momento di dipolo netto verso lalto proveniente dal doppio legame dellossigeno.

Con lacido solforico, tuttavia, entrambi i gruppi di legami idrogeno tirano relativamente nella stessa direzione, mentre gli atomi di ossigeno a doppio legame tirano nella direzione opposta, formando un ronger net dipolo.

Questo è analogo alle proprietà di dipolo netto dei metani clorurati. Vedere limmagine allegata e notare le somiglianze nelle loro strutture e nelle strutture degli acidi di cui stiamo discutendo.

Un altro motivo chiave per la differenza nel punto di ebollizione è lautoprotolisi dellacido solforico. Anche senza la presenza di acqua, lacido solforico può perdere un protone come mostrato in questa equazione:

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

Lacido fosforico è un acido debole e non ha tali interazioni e perde solo protoni (in equilibrio) in presenza di acqua. Lautoprotolisi è importante perché attraverso lautoprotolisi, lacido solforico forma ora interazioni ione-ione, che sono interazioni molto più forti del legame idrogeno.

Pertanto, come combinazione di un momento di dipolo leggermente più forte e più a causa dellautoprotolisi, lacido solforico ha forze intermolecolari più forti e quindi un punto di ebollizione più alto.

Commenti

• Pure H3PO4 subisce anche autoprotolisi e in misura ancora maggiore rispetto a H2SO4. Il comportamento delle sostanze pure ha poco in comune con le loro interazioni con lacqua, quando sono altamente diluite.
• @Mithoron Allora, questo significa il pKa di $ \ ce {H3PO4} $ in $ \ ce {H3PO4 } $ è maggiore del pKa di $ \ ce {H2SO4} $ in $ \ ce {H2SO4} $? Ho ' ho cercato una fonte per questo, ma non ' non sono riuscito a trovarne nessuna, ne hai una, per caso? Confido che quello che ' stai dicendo sia vero, ma se esiste una fonte consolidata per questo, ' lo troverei utile.
• @DGS books.google.pl/… It ' l autoprotolisi è probabilmente il più forte di tutti gli acidi conosciuti, ma piuttosto a causa della maggiore basicità non acidità (viene protonato più facilmente).
• che cosa ha a che fare la massa molare con la BP?
• @Howsikan Mass risulta non essere il miglior indicatore per le forze di dispersione perché sono esclusivamente un effetto elettronico (pensa agli isotopi, anche se la massa molare si occupa di questo problema). Cerca una tabella delle polarizzabilità atomiche e scoprirai che la tendenza è in basso a sinistra sul PT e si riflette nel raggio atomico e nellenergia di ionizzazione. Per quanto riguarda le molecole: si devono considerare gli effetti di cose come la superficie della molecola ': due isomeri di C16H32 bollono a 513 e 554 K; 9 & 16 catene principali rispettivamente. Potresti immaginare la polarizzabilità come il modo in cui ' floppy ' la specie è

Oltre ai fattori citati da Howsikan, la mia intuizione mi porta a credere che ci sia “un parallelo con i punti di ebollizione di $ \ ce {NH3} $ e $ \ ce { H2O} $. Penso che gli oxos ($ \ ce {O = P} $ e $ \ ce {O = S} $) siano accettori migliori degli idrossili, quindi gli acidi preferirebbero $ \ ce {OH … O =} $ oltre $ \ ce {OH … OH} $.$ \ ce {H3PO3} $ ha tre oxos in un idrossile mentre $ \ ce {H2SO4} $ ne ha due ciascuno, quindi $ \ ce {H2SO4} $ può creare una rete favorevole più facilmente.