Organik birikmalarning kislotali va asosli xususiyatlari

Organik birikmalarning kislotali va

asosli xususiyatlari

Reja

1. 
   Louri-Brensted va Lyuis nazariyalari.
   
2. 
   Spirtlar, fenollar va karbon kislotalarining kislotali xususiyatlari.
   
3. 
   Aminobirikmalarning asosli xususiyatlari
   

Anorganik kimyoda bo‘lgani kabi organik ikmyoda ham kislotalar va asoslar tushunchalari mavjuddir. Organki moddalarning kislotali yoki asosli xossalari to‘g‘risida ikkita nazariya mavjud:

Louri-Brensted nazariyasi;

Lyuis nazariyasi.

Louri-Brensted nazariyasi bo‘yicha kislotalar deb proton beruvchi, asoslar deb esa – proton biriktirib oluvchi moddalarga aytiladi, ya’ni: .

ёки

bu yerda, ⁺B-H – protonlangan (kislota)

Louri-Brensted nazariyasi asosidagi bu tenglamalardan quyidagicha juda muhim xulosa kelib chiqadi:

Kuchli kislotaga kuchsiz asos mos keladi va aksincha kuchsiz kislotaga kuchli asos mos keladi. Maslan, sirka va xlorsirka kislotalar solishtirilganda xlorsirka kislota sirka kislotaga nisbatan taxminan 100 barobar kuchli ekani aniqlanadi.

Ularga mos keluvchi anionlarning asosli xususiyati solishtirilganda esa atsetat anioni xloratsetat anioniga nisbatan taxminan 100 barobar kuchli asosdir. Bunga sabab xlor atomining kuchli elektronoakseptorlik xossaga ega ekanidir.

Lyuis nazariyasiga muvofiq kislotalar elektronga taxchil bo‘lgan, asoslar elektronga boy bo‘lgan, bo‘linmagan elektron juftli, qo‘sh bog‘li va aromatik yadrosi bo‘lgan moddalardir.

Masalan, Lyuis kislotalari: H⁺, BF₃, AlCl₃, ZnCl₂, FeCl₃, ⁺CR₃

Lyuis asoslari:


BF₃, AlCl₃, ZnCl₂, FeCl₃, AlBr₃ kabi elektroneytral birikmalarning markaziy atomlari (B, Al, Zn, Fe) dagi elektronga taxchillik shundan iboratki, bu atomlar atrofidagi sakkizta barqaror (oktet) elektron qobiq o‘rniga oltita (sekstet) elektron qobiq mavjuddir. Shuning uchun bu moddalar elektroneytral bo‘lsa ham o‘ziga yana ikkita elektron (asos) biriktirib olishga va elektronlarni sakkistaga yetkazishga harakat qiladi va shuning uchun ular kislotali xususiyat namoyon qiladi. Bu tuzlar Lyuis kislotalari deyiladi.

Organik moddalarning kislotali yoki asosli xususiyatlari to‘g‘risida gap ketganda ularga Lyuis nazariyasi ko‘proq mos tushadi va shuning uchun bu nazariyadan keng foydalaniladi.

Kislotalilik yoki asoslilik tushunchalari nisbiy tushunchalardir. Moddaning kislotali xossasi asos ishtirokida, asosli xossasi esa – kislota ishtirokida namoyon bo‘ladi. Masalan, gaz holdagi HСl kislota emas, lekin u asos ishtirokida (suv) kislotaga aylanadi.

Demak, moddaning kislota yoki asos bo‘lishi uni o‘rab turuvchi moddalar xarakteriga bog‘liqdir.

Amfoter xossaga ega bo‘lgan suv kuchli asoslarga nisbatan (masalan, ammiaka) kislotali, kuchli kislotalar (masalan, sulfat kislota) ga nisbatan asosli xossa namoyon qiladi:

Umuman H-R ko‘rinishidagi har qanday organik modda, shu jumladan, uglevodorodlar ham kislotali xossaga ega bo‘lishi mumkin, bunda faqat protonni R-qoldiqqa nisbatan kuchliroq bog‘lovchi asos bo‘lsa bas.

Suvga o‘xshagan amfoter xossaga ega bo‘lgan moddalar o‘z protonini o‘zi biriktirib oluvchi akseptoga ham ega:

Bu jarayon avtoprotoliz deyiladi.

Birikmaning kislotali yoki asosliligi erituvchining asosligiga (mos ravishda kislotaliligiga) bog‘liqdir. Shuning uchun moddalarning tegishli konstantalari solishtirilganda hamma vaqt erituvchi ko‘rsatiladi. Asosliligi katta bo‘lgan erituvchida kuchli kislotalar ham, kuchsiz kislotalar ham chuqur va farqi kam dissotsiyalanishga uchraydi. Bunday erituvchilarni kislota kuchini tenglashtiruvchi erituvchilar deyiladi. Shu sababdan, kuchsiz kislotalar o‘rganilganda suvga nisbatan asosliroq erituvchi, maslan, suyuq ammiak yoki aminlar qo‘llaniladi. Kuchsiz asoslar tadqiq qilinganda esa suvga nisbatan kislotaliroq erituvchi, masalan, suvsiz sirka kislota, kons. sulfat kislotalardan foydalaniladi. Kuchli kislotalar o‘rganilganda kuchsiz kislta, masalan, suvsiz sirka kislota ishlatiladi.

Moddaning yuqori kislotaliligi kerak bo‘lsa kislota kuchini farqlaydigan, kislota kuchini tenglashtirish darajasi kam bo‘lgan erituvchi olinadi. Maslan, vodorod xlorid asosli xossaga ega bo‘lgan moddani suvga nisbatan benzolda kuchliroq protonlaydi. Shunday qilib benzol suvga qaraganda kislota kuchini kam tenglashtiruvchi erituvchidir.

Kislotalilikning yoki asoslilikning son qiymatlardagi farqqa qaramasdan birikmalarning suvsiz-erituvchilardagi kislotalik yoki asoslik bo‘icha joylash tartibi o‘zgarmaydi

Misollar.

1. 
   kislota yoki u bilan mezomer bog‘langan asos strukturasi birikma kislotaligi yoki asosligiga qanday ta’sir qiladi?
   

Yechish: kislotalilik yoki asoslilikning Louri-Brensted ta’rifiga ko‘ra, asos qanchalik kuchsiz (ya’ni barqaror) bo‘lsa, unga mos keluvchi yoki u bilan mezomer bog‘langan kislota shunchalik kuchli bo‘ladi va aksincha. Asosning barqarorligi manfiy zaryadning mezomer yoki induksion ta’sir tufayli delokallanishi qanchalik yuqori bo‘lsa, shunchalik kata bo‘ladi. Masalan, СF₃-СОО^- anion asos sifatida ftorning manfiy induksion ta’siri (-J) tufayli СН₃СОО^- anioniga nisbatan ancha kuchlidir. Shu sababli uchftorsirka kislota sirka kislotaga nisbatan ancha kuchlidir.

2. 
   quyidagi birikmalarni ularning kisloaligi ortib boruvchi qatorga joylashtiring: fenol, etilenglikol, glitserin, izopropil spirt, p-nitrofenol, p-metoksibenzoy kislota.
   

Yechish. karboksilat R-СОО^- anionidagi manfiy zaryadning delokallanish darajasi fenolyat anioni ArO^- yoki alkogolyat anioni RO^- dagi manfiy zaryadlarning delokallanish darajasidan yuqori bo‘lganiligi uchun, ularga mos keluvchi kislotalilik spirtlarga nisbatan fenollarda, fenollarga nisbatan karbon kislotalarida kuchli bo‘ladi, ya’ni kislotalilik spirtlardan fenollarga, fenollardan karbon kislotalariga o‘tganda ortib boradi.

Demak, kislotalilik quyidagi qatorda ortib boradi:

cpirt < fenol < karbon kislota

Misolda berilgan uchta spirtdan, molekuladagi atomlarning induksion ta’sirini hisobga olganda, eng kuchli kislota xossasiga glitserin, eng kuchsiz kislota xossasiga esa izopropil spirti ega. Spirtlarning kislotali xossasi quyidagi qatorda ortib boradi:

izopropil spirti < etilenglikol < glitserin

Berilgan ikkita fenoldan, xudi shunday mulohaza asosida p-nitrofenolning kislotalilik xassasi fenolnikidan kattaligi kelib chiqadi:

fenol < p-nitrofenol

Hamma moddalar solishtirilganda kislotalilik quyidagi qatorda ortib boradi:

izopropil spirt < etilenglikol < glitserin < fenol <


Spirtlar, fenollar va karbon kislotalarining kislotali xususiyatlari

Kislotalar kuchining xarakteristikasi siftadia ularning suvdagi dissotsialanish konstantasi (К_а) qo‘llaniladi, bunda suv deyarli o‘zgarmas miqdorda – 55 mol/l olinadi:

bu yerda, DG⁰ – erkin entalpiyaning o‘zgarishi.

pК_а ning qiymati qancha kichik bo‘lsa, kislotaning kuchi shunchalik katta bo‘ladi. Asoslarning protonlanishi uchun рК_а ga o‘xshash рК_в kattaligi qo‘llaniladi. рК_в =14 – рК_а, yoki рК_а = 14 – рК_в. Odatda asoslilik ham рК_а qiymatlari orqali ifodalaniladi, ya’ni tegishli protonlangan asosning dissotsialanishi ko‘rsatiladi. rK potensiometriya va spektrofotometriya metodlari bilan aniqlanadi.

Karbon kislotalarning рК_а qiymatlari solishtirilganda shuni ko‘rish mumkinki, to‘yinmagan yoki aromatik kislotalar (masalan, akril yoki benzoy kislotalari) alkilkarbon kislotalariga nisbatan kuchlidir. Bunga sabab, qo‘sh bog‘ tutuvchi guruh manfiy induksion (-J) ta’sir ko‘rsatadi. Х-СН₂-СООН ko‘rinishidagi almashingan sirka kislotalarning kuchi s_J – konstantasi asosida aniqlanishi mumkin. Bu kislotalar uchun Taft tenglamasini qo‘llash yaxshi natija beradi. Agar o‘rinbosarlar bir nechta bo‘lsa, ularning ta’siri, taxminan ta’sirlar yig‘indisidan iborat bo‘ladi:

O‘rinbosralar reaksion markazdan (bizning misollarimizda -СООН guruhi) uzoqlashgan sari ularning ta’siri keskin kamayib boradi. O‘rinbosarlarning bunday ta’siri almashingan benzoy ksilotalarida ham kuzatiladi. Misol tariqasida quyida ba’zi kislotalarning rKa kattaliklari keltirilgan:

Ba’zi kislotalarning рК_а kattaliklari