Comentários
- Não, não é ' t. Você pode ' t comparar significativamente moléculas neutras com íons em termos de estabilidade. Além disso, trazer octetos completos não ' ajuda muito, porque todas as moléculas e íons mencionados em sua postagem compartilham esse recurso.
- Sua segunda equação está desequilibrada. Você adicionou um íon hidróxido extra ao lado direito.
Resposta
O ácido carbônico não é necessariamente mais estável do que o íon carbonato.
Por que o ácido carbônico (p $ \ ce {Ka = 6,3} $) não é estável?
A razão para isso é a mesma dada para a instabilidade do carbonato de alumínio, carbonato de ferro (III) etc. Ou seja, o íon carbonato tem uma nuvem de elétrons altamente polarizável, que pode ser distorcida por espécies densamente carregadas positivamente, como o íon hidrogênio, neste caso. Assim, o ácido carbônico não é uma espécie muito estável e, em comparação com o íon bicarbonato, que tem apenas um íon hidrogênio densamente carregado distorcendo sua nuvem de elétrons, é definitivamente mais instável. Assim, a posição do 2º equilíbrio mencionada na pergunta deve ser à esquerda, favorecendo as espécies mais estáveis.
Por que o íon bicarbonato (p $ \ ce {Ka = 10,3} $) é mais estável do que o íon carbonato?
Isso se deve ao fato de haver uma carga negativa menor no íon bicarbonato e ainda haver 2 estruturas de ressonância equivalentes para espalhar a carga negativa. Comparado ao íon carbonato, que tem o dobro da densidade de carga, mas ainda apenas mais 1 estrutura de ressonância, o íon bicarbonato é mais estável. Portanto, a posição de equilíbrio na primeira reação mencionada na pergunta deve ser à esquerda, não à direita.
Portanto, em solução, a espécie dominante entre as três, deveria ser o íon bicarbonato. Esta deve ser a linha de pensamento correta.
Comentários
- " Ou seja, o íon carbonato tem uma nuvem de elétrons altamente polarizável, que pode ser distorcido por espécies densamente carregadas positivamente, como o íon de hidrogênio, neste caso. " Eu entendi isso, mas não entendi a relação entre o que você disse e por que H2CO3 é mais instável do que HCO3-. Para mim, você explicou por que o CO3-2 é mais instável do que o HCO3-. Você poderia tentar me explicar novamente? Agradeço sua resposta. @Tan Yong Boon
- @ user158657 Sua primeira consulta pode ser respondida de forma muito lógica. Como no bicarbonato, há apenas um H + distorcendo a nuvem de elétrons, enquanto no ácido carbônico, há dois H + produzindo uma quantidade muito maior de distorção, o ácido carbônico é definitivamente muito menos estável devido à nuvem de elétrons de seu íon carbonato ser extremamente polarizada.
- @ user158657 Com relação à sua segunda consulta, teríamos que avaliar a estabilidade com base na densidade de carga (ou seja, carga do íon) e na distribuição de carga (ou seja, número de estruturas de ressonância). Embora o íon carbonato tenha 3 estruturas equivalentes, em comparação com o íon bicarbonato, que tem apenas 2 equivalentes, a densidade de carga do íon é o dobro do íon bicarbonato. Assim, embora possa deslocar a carga em mais um átomo de oxigênio, ele não compensa a unidade extra de carga negativa. Assim, o íon carbonato é mais instável em comparação com o bicarbonato.
Resposta
Não faz sentido perguntar por quê um composto tem um valor específico de pka. Os valores servem para comparar as coisas, especialmente em termos de pka.
Quando você afirma que um produto é mais estável, você precisa mencionar em qual condição, caso contrário, não podemos fazer nenhuma previsão.
Além disso, ao falar sobre carbonatos, você precisa considerar não apenas o pKa da solução, mas também a pressão e a proporção do dióxido de carbono na fase gasosa. Sem pressão aplicada, a quantidade de carbonato na solução é muito baixa. O bicarbonato de sódio não é tão solúvel quanto se poderia pensar.
A razão para isso vem ao que presumo é sua pergunta, que vou reformular como tal: Espero que o segundo próton ácido se comporte como um ácido carboxílico por causa de sua estrutura, mas parece ser muito mais básico do que o previsto.
A resposta a essa pergunta é invertê-lo, por que o ácido carboxílico no carbonato a um pka de 3,6 ( que é ácido carboxílico aproximado.) A resposta a essa pergunta é obviamente a estrutura de ressonância do ácido carboxílico que estabiliza a carga negativa.O problema é que este sistema de ressonância não consegue estabilizar duas cargas. Então, o que resta do outro OH no ácido carbônico, o que é? Bem, é um OH ligado a um carbono SP2. Outro OH em um carbono sp2 é o fenol, e o engraçado é que o fenol pka é 9,95.
Comentários
- Na verdade, o $ Os próprios valores \ mathrm {pK_a} $ indicam que as espécies mais estáveis muda com o pH, e esses valores são valores limites.