Função de acidez - Acidity function

Ácidos e bases
Representação diagramática da dissociação do ácido acético em solução aquosa em íons acetato e hidrônio.
Tipos de ácido
Tipos de base

Uma função de acidez é uma medida da acidez de um meio ou sistema solvente, geralmente expressa em termos de sua capacidade de doar prótons para (ou aceitar prótons de) um soluto ( acidez de Brønsted ). A escala de pH é de longe a função de acidez mais comumente usada e é ideal para soluções aquosas diluídas . Outras funções de acidez foram propostas para diferentes ambientes, mais notavelmente a função de acidez de Hammett , H 0 , para meio superácido e sua versão modificada H - para meio superbásico . O termo função de acidez também é usado para medições feitas em sistemas básicos, e o termo função de basicidade é incomum.

As funções de acidez do tipo Hammett são definidas em termos de um meio tamponado contendo uma base B fraca e seu ácido conjugado BH + :

onde p K a é a constante de dissociação de BH + . Eles foram medidos originalmente usando nitroanilinas como bases fracas ou indicadores de ácido-base e medindo as concentrações das formas protonadas e não protonadas com espectroscopia UV-visível . Outros métodos espectroscópicos, como NMR , também podem ser usados. A função H - é definida de forma semelhante para bases fortes:

Aqui, BH é um ácido fraco usado como indicador ácido-base, e B - é sua base conjugada.

Comparação das funções de acidez com acidez aquosa

Em solução aquosa diluída, a espécie de ácido predominante é o íon hidrogênio hidratado H 3 O + (ou mais precisamente [H (OH 2 ) n ] + ). Neste caso, H 0 e H - são equivalentes aos valores de pH determinados pela equação tampão ou equação de Henderson-Hasselbalch .
No entanto, um valor H 0 de −21 (uma solução de 25% de SbF 5 em HSO 3 F ) não implica uma concentração de íon hidrogênio de 10 21  mol / dm 3 : tal "solução" teria uma densidade superior a cem vezes maior do que uma estrela de nêutrons . Em vez disso, H 0  = −21 implica que a reatividade ( poder de protonação ) dos íons de hidrogênio solvatados é 10 21 vezes maior do que a reatividade dos íons de hidrogênio hidratado em uma solução aquosa de pH 0. As espécies reativas reais são diferentes nas duas casos, mas ambos podem ser considerados fontes de H + , ou seja, ácidos de Brønsted .
O íon hidrogênio H + nunca existe sozinho em uma fase condensada, pois está sempre solvatado até certo ponto. O alto valor negativo de H 0 nas misturas SbF 5 / HSO 3 F indica que a solvatação do íon hidrogênio é muito mais fraca neste sistema de solventes do que na água. Outra forma de expressar o mesmo fenômeno é dizer que SbF 5 · FSO 3 H é um doador de prótons muito mais forte do que H 3 O + .

Referências

  1. ^ IUPAC Commission on Physical Organic Chemistry (1994). " Glossary of Terms used in Physical Organic Chemistry. " Pure Appl. Chem. 66 : 1077–1184. " Função de acidez. Arquivado em 04/08/2013 na Máquina Wayback " Compêndio de Terminologia Química .
  2. ^ a b Rochester, Colin H. (1970). Funções de acidez . Londres: Academic Press. ISBN 0-12-590850-4. OCLC  93620 .
  3. ^ a b Hammett, Louis Plack (1940). Química Física Orgânica: Taxas de Reação, Equilíbrio e Mecanismos . McGraw-Hill Book Company, Incorporated.
  4. ^ Cox, Robin A .; Yates, Keith (05/02/2011). "Funções de acidez: uma atualização" . Canadian Journal of Chemistry . doi : 10.1139 / v83-388 .
  5. ^ Jolly, William L. (1991). Química Inorgânica Moderna (2ª Ed.). Nova York: McGraw-Hill. ISBN  0-07-112651-1 . p. 234.