Kommentarer
- Nej, det är inte ' t. Du kan ' t meningsfullt jämföra neutrala molekyler med joner när det gäller stabilitet. Att ta upp färdiga oktetter hjälper inte ' till mycket, eftersom alla molekyler och joner som nämns i ditt inlägg delar den här funktionen.
- Din andra ekvation är obalanserad. Du har lagt till en extra hydroxidjon på höger sida.
Svar
Kolsyra är inte nödvändigtvis stabilare än karbonatjonen.
Varför kolsyra (p $ \ ce {Ka = 6.3} $) inte är stabil?
Anledningen till detta är samma som den som ges för instabiliteten hos aluminiumkarbonat, järn (III) karbonat etc. Det vill säga karbonatjonen har ett mycket polariserbart elektronmoln, som kan förvrängas av tätt positivt laddade arter, såsom vätejonen, i detta fall. Således är kolsyra inte en mycket stabil art och jämfört med bikarbonatjonen, som bara har en tätt laddad vätejon som snedvrider sitt elektronmoln, är den definitivt mer instabil. Således bör positionen för den andra jämvikten som nämns i frågan vara till vänster och gynna de mer stabila arterna.
Varför är bikarbonatjonen (p $ \ ce {Ka = 10.3} $) mer stabil än karbonatjonen?
Detta beror på att det finns en mindre negativ laddning på bikarbonatjonen och att det fortfarande finns två ekvivalenta resonansstrukturer för att sprida ut den negativa laddningen. Jämfört med karbonatjonen, som har dubbelt så hög laddningstäthet men ändå bara 1 resonansstruktur till, är bikarbonatjonen mer stabil. Därför bör jämviktspositionen i den första reaktionen som nämns i frågan vara till vänster, inte till höger.
Därför, i lösning, bör den dominerande arten bland de tre vara bikarbonatjonen. Detta borde vara rätt tankegång.
Kommentarer
- " Det vill säga karbonatjonen har ett mycket polariserbart elektronmoln, vilket kan snedvrids av tätt positivt laddade arter, såsom vätejonen, i detta fall. " Jag förstod det, men jag fick inte förståelsen mellan vad du sa och varför H2CO3 är mer instabil än HCO3-. För mig förklarade du varför CO3-2 är mer instabil än HCO3. Kan du försöka förklara för mig igen? Jag uppskattar dock din anwser. @Tan Yong Boon
- @ user158657 Din första fråga kan besvaras mycket logiskt. Eftersom det i bikarbonat bara finns ett H + som förvränger elektronmolnet medan det i kolsyra finns två H + som producerar en mycket större mängd förvrängning, kolsyra är definitivt mycket mindre stabil på grund av att elektronmolnet i dess karbonatjon är extremt polariserat.
- @ user158657 När det gäller din andra fråga måste vi bedöma stabiliteten baserat på både laddningstäthet (dvs. laddning av jon) och laddningsfördelning (dvs. antal resonansstrukturer). Även om karbonatjonen har tre ekvivalenta strukturer, jämfört med bikarbonatjonen, som bara har två ekvivalenta, är laddningstätheten för jonen dubbelt så stor som för bikarbonatjonen. Så även om den kan avlokalisera laddningen över ytterligare en syreatom, kompenserar den inte för den extra enheten med negativ laddning. Således är karbonatjonen mer instabil jämfört med bikarbonat.
Svar
Det är ingen mening att fråga varför en förening har ett specifikt värde av pka. Värden är tänkta att jämföra saker och ting särskilt i termer av pka.
När du hävdar att en produkt är mer stabil måste du nämna i vilket tillstånd vi annars inte kan förutsäga.
Dessutom, när du talar om karbonater, måste du inte bara överväga pKa av lösningen utan tryck och andelen koldioxid i gasfas. Utan tryck appliceras mängden karbonat i lösning om den är mycket låg. Natriumbikarbonat är inte så lösligt som man tror att det är.
Anledningen till det kommer till vad jag antar är din fråga, som jag kommer att omformulera som sådan: Jag förväntar mig att den andra sura protonen ska bete sig som en karboxylsyra på grund av dess struktur men den verkar vara mycket mer basisk än förväntat.
Svaret på den frågan är att vända den, varför gör karboxylsyran i karbonatet med en pka på 3,6 ( Svaret på den frågan är uppenbarligen resonansstrukturen hos karboxylsyran som stabiliserar den negativa laddningen.Problemet är att detta resonanssystem inte kan stabilisera två laddningar. Vad återstår då av den andra OH i kolsyra, vad är det? Tja, det är en OH kopplad till ett SP2-kol. En annan OH på ett sp2-kol är fenol, och roligt nog fenol pka är 9,95.
Kommentarer
- Faktum är att $ \ mathrm {pK_a} $ -värdena säger att de mest stabila arterna ändras med pH, och dessa värden är gränsvärden.