Угольная кислота слабее азотной, но сильнее борной кислоты. Чем это можно объяснить?
Ответы на вопрос
Сила кислоты определяется не столько «наличием водорода», сколько тем, насколько легко этот водород отщепляется в виде и насколько устойчив анион, который остаётся после диссоциации.
Для сравнения:
Азотная кислота сильнее угольной, поскольку её сопряжённое основание — нитрат-ион — очень устойчиво. Отрицательный заряд в нём равномерно делокализован между тремя атомами кислорода; все связи N–O практически равноценны. Кроме того, атом азота находится в высокой степени окисления и сильно оттягивает электронную плотность от связи O–H. Поэтому связь O–H легко разрывается с образованием .
В угольной кислоте центральный атом углерода тоже притягивает электронную плотность, но слабее: его степень окисления равна , а образующийся гидрокарбонат-ион стабилизирован резонансом менее эффективно, чем нитрат-ион. Отрицательный заряд делокализован между атомами кислорода, но один из них остаётся в составе группы O–H, поэтому симметрия и распределение заряда хуже, чем в . В результате угольная кислота диссоциирует лишь частично и является слабой.
Угольная кислота сильнее борной, потому что борная кислота ведёт себя в воде необычно. Она практически не отдаёт протон непосредственно из связи O–H. является кислотой Льюиса: атом бора принимает гидроксид-ион воды, образуя , а вода при этом превращается в . Равновесие этого процесса слабо смещено вправо.
Следовательно, порядок кислотности объясняется устойчивостью частиц, образующихся в воде, и характером связи с протоном:
Нитрат-ион наиболее устойчив благодаря сильной делокализации заряда; гидрокарбонат-ион устойчив меньше; борная кислота вообще повышает концентрацию главным образом через присоединение , поэтому она самая слабая из трёх.
Похожие вопросы
Топ вопросов за вчера в категории Химия
Последние заданные вопросы в категории Химия
-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili

