BAO CAO ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI LÊN CÂN BẰNG ACIDBAZ

Ảnh hưởng của dung môi lên cân bằng acid/baz 2.1 Sự hòa tan acid baz theo Bronsted 2.2 Ảnh hưởng của dung môi lên cân bằng acid/baz Bronsted 2.3 Ảnh hưởng của dung môi lên cân bằng aci

SEMINAR HÓA LÝ HỮU CƠ

ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI

LÊN CÂN BẰNG ACID/BAZ

Sinh viên thực hiện : Lưu Ngọc Hiền

Đỗ Văn Thìn

Võ Thanh Long

Lê Văn Hòa Giảng viên hướng dẫn : Ts Trương Thị Kim Dung

1 Khái quát ảnh hưởng của dung môi lên cân bằng hóa học

2 Ảnh hưởng của dung môi lên cân bằng acid/baz

2.1 Sự hòa tan acid baz theo Bronsted

2.2 Ảnh hưởng của dung môi lên cân bằng

acid/baz Bronsted 2.3 Ảnh hưởng của dung môi lên cân bằng

acid/baz Lewis

Nội dung

Yêu cầu của cân bằng đồng nhất ?

1 Khái quát ảnh hưởng của dung môi lên cân bằng hóa học

Một trạng thái cân bằng được gọi là đồng nhất khi tất cả các thành phần trong hệ đều ở pha khí hoặc đều ở trong dung dịch.

2NO2  N2O4

2 / 4 / 2

I CCl H O

[Co(H2O)6]2- + 4Cl-  [CoCl4]2- + 6H2O

Tỉ lệ nồng độ giữa sản phẩm cuối cùng và tác chất ban đầu là hằng số tại một nhiệt độ nhất định cho trước ( Định luật tác dụng liên tục, Guldberg & Waage, 1867 )

Cân bằng trong pha khí

Cân bằng trong pha lỏng

Khi các tác chất phản ứng được solvat hóa thì năng lượng mol chuẩn thức Gibbs của quá trình hòa tan được giải phóng do sự tương tác giữa các phân tử dung môi và chất tan

Do đó, một sự chuyển dịch trạng thái cân bằng có thể xảy ra khi đi từ pha khí vào pha

dung dịch lỏng

Ảnh hưởng của môi trường lên vị trí của trạng thái cân bằng có thể được xem xét từ hai quan điểm

(a) So sánh hằng số cân bằng giữa pha

khí và pha dung dịch (b) So sánh các hằng số cân bằng cho

các dung môi khác nhau

Hình 1 : Sơ đồ năng lượng Gibbs của phản ứng cân bằng A B

trong dung môi I và II

Từ sơ đồ trên , ta thiết lập được phương trình

Quá trình cân bằng nên

logarit của hằng số cân bằng tỷ lệ thuận với

biến thiên năng lượng mol chuẩn thức Gibbs∆ G0 = − RT ln K

Từ hai phương trình trên kéo theo sự khác biệt trong biến thiên năng lương mol chuẩn thức Gibbs của A

thì cân bằng được dịch chuyển về phía B khi dung

môi thay đổi từ I sang II

Nếu cả hai biến thiên năng lượng gibbs và biến

thiên enthalpy có sẵn, nó hoàn toàn có thể xác định

ảnh hưởng của dung môi trên các thông số nhiệt

động lực học khác nhau

Trong nghiên cứu hiệu ứng dung môi trên cân bằng, về nguyên tắc, không đủ để nghiên cứu những thay đổi đơn lẻ của , bởi vì thuật ngữ này được xác định bởi enthalpy và entropy theo phương trình :

0

G

∆

2 Ảnh hưởng của dung môi lên cân bằng

acid/baz

2.1 Sự hòa tan acid/baz theo Bronsted

điện môi và khả năng solvat hóa khác nhau của hai quá trình (2-1), (2-2)

Năng lượng cần thiết cho phản ứng

Thay đổi của pKa theo độ tăng εr của SH

Ví dụ

∆pKa = (pKa ) H2O – (pKa) C2H5OH

0 HA + /A 0 Giảm Không

hoặc thay đổi ít

NH 4+/NH 3

H 5 C 6 NH 3+/H 5 C 6 NH 2

-1.2 -0.4

-1 HA 0 /A - Giảm Giảm Acid picric/anion picric

H 3 C-CO 2 H/H 3 C-CO 2

3.3 -5.7 -2 HA - /A 2- Giảm Giảm HO 2 C-(CH 2 ) 2 -CO 2-/

2.2 Ảnh hưởng dung môi lên cân bằng

 Phản ứng acid-baz Bronsted

kết hợp dịch chuyển proton phân ly

A—H + |B  A—H B  A H—B+  A + H—B+

(a) (b)

chloro-phenol/N-methylpiperidine hoặc n-octylamine, acid

trifluoroacetic/pyridine

dung môi càng phân cực: phức ion (b)

25 o C

Dung môi: n-heptane, tetrachloromethane, diethylether,

deuterio-trichloromethane, dimethyl sulfoxide

-> Dung môi càng phân cực: quá trình tạo cặp ion càng tăng

• Phản ứng giữa tropolone và triethylamine tạo cặp ion

 Cân bằng dịch chuyển proton của

Dung môi HCl trong nước: (25a)

Dung môi HCl trong ethanol: (25b)

Nếu không có –CH3, chỉ có N được proton hóa trong cả 2 dung môi

2.3 Ảnh hưởng dung môi lên cân bằng

acid/baz Lewis

 Dung môi có thể ảnh hưởng đến việc tạo thành

cũng như là phân ly của quá trình ion hóa

 Ví dụ:phản ứng nội phân tử acid/baz Lewis của

thuốc nhuộm xanthene rhodamine B

 Trong dung môi phi proton thì rhodamine B ở

 Phản ứng nội phân tử acid/baz Lewis của

spiropyran

 So với dung môi không phân cực thì dạng

Zwitterionic thì tồn tại nhiều hơn ở dung môi phân cực và ngược lại

H3C CH3

CH3

 Phản ứng acid/baz Lewis ngoại phân tử giữa

tropylium và ion isothiocyanate

 Độ phân cực của dung môi càng tăng thì nồng độ tương đối của dạng ion tăng lên

NCS H

(28b) (28a)

 Ví dụ về phản ứng ion hoá phụ thuộc vào dung môi

dạng liên kết cộng hoá trị càng tăng (29b)

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ

LẮNG NGHE