Б-1 б-2

Вклад структуры Б-2 значительно меньше, чем структуры Б-1, т. к. в ней на атоме углерода лишь 6 электронов и положительные заряды у соседних атомов.

Проанализировав устойчивость структур (А) и (Б) мы видим, что структура (А) более устойчива, чем (Б). Поэтому протонизация уксусной кислоты будет проходить в основном по карбонильному атому кислорода с образованием структуры А.

До сих пор мы имели дело с переходом протона на атомы, имеющие несвязывающие пары электронов. Однако протоны могут переходить и на молекулы, имеющие пи электроны, например:

(7)

При этом образуется карбокатион, в котором у атома углерода на валентном уровне имеется всего 6 электронов.

Константы диссоциации и относительная сила кислот и оснований

Кислотность и основность по Бренстеду – Лоури характеризуются количественно. Наиболее важным случаем является ионизация кислот в водном растворе.

Константа кислотности этой реакции

Из уравнения следует, что увеличение значения К_а означает увеличение силы кислоты и наоборот. Если значение К_а превышает 10, то кислота полностью диссоциирована в воде. Вместо К_а химики часто используют pK_a.

pK_a = log K_a

Для уксусной кислоты pK_a равно 4,76, а для этанола pK_a16, и это означает, что кислотные свойства уксусной кислоты примерно на 11 порядков сильнее, чем этанола. Кислоты, у которых pK_a >7, не изменяют цвет нейтральной индикаторной бумаги; кислоты с pK_a >10 не имеют кислого вкуса.

2.3 Положение равновесия в кислотно-основных реакциях

Сильная кислота HCl с pK_a = 7 в воде полностью диссоциирована и в растворе находятся лишь ионы H₃O⁺ и Cl^. Слабая уксусная кислота с pK_a = 4.76 в воде лишь частично диссоциирована и в растворе находятся в основном молекулы СН₃СООН:

В обеих реакциях основанием является вода. Теперь возьмем пример, в котором акцептором протонов является не вода, а аммиак. Равновесие смещается в сторону образования более слабых кислот и оснований из более сильных кислот и оснований:

(8)

уксусная кислота аммиак ацетат ион аммоний ион

pK_a 4,76 (более сильное (более слабое pK_a 9,24

(более сильная основание) основание) (более слабая

кислота) кислота)

Зная константы диссоциации кислот, мы можем судить о положении кислотно-основного равновесия:

рK_равн. = 4,76  9,24 =  4,48

Поскольку реакции проходят таким образом, что более сильные кислоты реагируют с более сильными основаниями с образованием более слабых кислот и оснований, мы можем говорить о том, что равновесие сдвинуто вправо.

Теперь рассмотрим реакцию уксусной кислоты с бикарбонатом натрия в воде с образованием ацетата натрия и угольной кислоты:

(9)