Springen naar inhoud

[Scheikunde] rangschikken naar afnemende zuurheid


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Melissa

    Melissa


  • >100 berichten
  • 169 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 augustus 2006 - 12:00

Hey iedereen,

ik heb net een exaampje gehad van organische scheikunde en nu had ik graag even bevestiging gehad over een vraag :)
Dus hier komt ie, de bedoeling is dat je rangschikt naar afnemende zuurheid:

1) fenol 2) 4-methoxy-fenol 3) 2-methyl-carbonzuur 4) CH3OH


Iemand? :)

Thx,
Melissa

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Melissa

    Melissa


  • >100 berichten
  • 169 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 augustus 2006 - 12:20

Oeps, klein foutje, 2-methylcarbonzuur zal moeilijk gaan uiteraard :)

Dit moet zijn: 2-methyl-propaanzuur :)

Dus: 1) fenol 2) 4-methoxy-fenol 3) 2-methyl-propaanzuur en 4) CH3OH

Thx!
Melissa

#3

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 augustus 2006 - 13:09

Volgens mij heeft (3) de sterkste neiging tot zuurvorming. Gevolgd door (2) , (1) en
tenslotte (4). Dus in deze volgorde.
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44828 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 29 augustus 2006 - 13:44

Volgens mij heeft (3) de sterkste neiging tot zuurvorming. Gevolgd door (2) , (1) en
tenslotte (4). Dus in deze volgorde.

Ik geloof Hzeil vrijwel onvoorwaardelijk, maar wil graag weten waarom die volgorde zo is... :wink:
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

krollie

    krollie


  • >25 berichten
  • 86 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 augustus 2006 - 16:28

Hoe makkelijker een molecuul een proton af wil staan, des te zuurder zal hij zijn. Een molecuul wil echter alleen graag een proton afstaan, als de negatieve lading die dan op het atoom ontstaat, makkelijk over het hele atoom verdeeld kan worden, dus als de andere atomen de negatieve lading graag willen delen.

Hoe elektronegatiever een atoom is, des te liever zal hij het proton dat eraan vast zit afstaan. Bij alle vier de moleculen zal dus het proton dat gebonden zit aan het zuurstofatoom afgestaan worden en niet een ander proton. (zuurstof is elektronegatiever dan koolstof)

Methanol (nummer 4) en fenol (nummer 1) hebben naast dat ene zuurstofatoom geen andere elektronegatieve atomen die de negatieve lading die onstaat na afsplitsing van het proton wel graag willen dragen, en zijn dus het minst zuur. Van deze twee is fenol (nummer 1) nog wel een stuk zuurder, omdat een fenylgroep door resonantie wel wat lading kan dragen (de negatieve lading wordt over de koolstofatomen verdeeld doordat de dubbele bindingen kunnen 'verspringen').

Van de andere twee is 2-methylpropaanzuur (nummer 3) zuurder dan 4-methoxyfenol (nummer 2). Dit komt doordat bij nummer 3 de lading heel makkelijk verdeeld kan worden over de twee zuurstofatomen die dicht bijelkaar zitten en ook nog eens elektrofiel zijn. Bij nummer 2 is weliswaar een fenylgroep die resonantiestabiliteit kan geven, maar die is zwakker dan die van de zuurstofatomen bij nummer 3. Het zuurstofatoom bij nummer 2 zit te ver van de plaats van het proton af om voor een zeer grote stabiliteit te zorgen, maar zorgt er wel voor dat nummer 2 zuurder is dan nummer 1.

De volgorde van zuur naar niet zuur is dus (zoals hzeil al zei): 3, 2,1, 4

#6

Melissa

    Melissa


  • >100 berichten
  • 169 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 augustus 2006 - 17:26

Het gaat telkens om de H die vastzit aan een O :) namelijk de H van OH (in elk van de moleculen zit OH)

Volgens mij was het 3, dan 1, dan 4 en dan 2...
3 omdat er een mesomere zuiger opstaat, 1 omdat een fenylsubstituent een inductieve zuiger is, 4 omdat CH3 een inductieve gever is en 2 omdat daar een mesomere gever opstaat... Maar ben niet heel zeker...

Melissa

#7

krollie

    krollie


  • >25 berichten
  • 86 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 augustus 2006 - 18:06

Het gaat telkens om de H die vastzit aan een O  namelijk de H van OH (in elk van de moleculen zit OH)

dat zei ik ook al

Volgens mij was het 3, dan 1, dan 4 en dan 2...  
3 omdat er een mesomere zuiger opstaat, 1 omdat een fenylsubstituent een inductieve zuiger is, 4 omdat CH3 een inductieve gever is en 2 omdat daar een mesomere gever opstaat... Maar ben niet heel zeker...

Ja, je hebt gelijk, de CH3O groep doneert inderdaad aan de aromatisch ring en dus is 2 iets zwakker dan 1. (was ik even vergeten, m'n excuses voor de fout in mijn vorige bericht). Maar 4 blijft nog altijd wel zwakker dan 2, omdat het inductieve effect van de CH3 sterker is. De pKa van 4 ligt rond de 15,5 en de pKa van 2 iets boven de 10.
De volgorde is dan: 3, 1, 2, 4.

#8

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 augustus 2006 - 18:40

Mijn overwegingen waren praktisch dezelfde als die van Krollie. Misschien zou mijn argumentatie wat meer stofgericht zijn. Dat zou ongeveer als volgt kunnen gaan:

Ik herkende direkt het carbonzuur als isoboterzuur waarvan ik wist dat het met enige moeite nog net titreerbaar is in een base-zuur titratie. Ik wist ook dat methanol absoluut niet wil ioniseren, zoals water. Dus de eerste en de laatste waren snel gevonden.

Over fenol leerde ik ooit dat het zulk een zwak zuur is dat het zwakker is dan koolzuur en dus door CO2 uit zijn zouten kan worden verdreven. Ik heb er ooit mee gewerkt en het is een ramp om er mee te experimenteren. Ik kreeg het als een roodachtige harde waterhoudende klomp in handen. En het was niet te drogen.
Daarnaast leerde ik dat door substitutie op de ortho en paraplaatsen van groepen met een affiniteit voor electronen de ioniseerbaarheid van de fenolische OH groep toeneemt. Met als klapstuk het trinitrofenol of te wel het picrinezuur. Dat is zelfs een sterk zuur met een intens geel gekleurd anion. Die overgang van het zwakke fenol naar het sterke pikrinezuur heeft mij altijd geintrigeerd. Ik schatte dus in dat de paramethoxygroep ook wel een beetje zou kunnen helpen bij het ioniseren.

Opvallend is het oplossen van pikrinezuur in een organisch oplosmiddel. Dan wordt het kleurloos door het ontbreken van het anion met een resonantiestructuur.
Opvallend is ook de bittere smaak maar die kun je niet zo maar in relatie brengen tot de electronenstructuur. Dat geldt ook voor de reuk van normaal boterzuur.
Je komt echter wel weer verder als je de zuursterkten van een homologe reeks alkaancarbonzuren ( pKa waarden) met elkaar gaat vergelijken en de resultaten gaat verklaren. Maar dat laat ik graag aan de docenten zelf over.
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website

#9

Melissa

    Melissa


  • >100 berichten
  • 169 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 augustus 2006 - 18:47

Huh, ik dacht dat het mesomere effect altijd groter was dan het inductieve effect?? :) En bij 4-methoxy-fenol staat toch duidelijk een mesomere gever en CH3OH staat gewoon een inductieve gever?
Ok, bij halogenen is het inductief zuigende effect groter dan het mesomeer gevende, maar normaal gezien is mesomeer toch sterker dan inductief? Als er een mesomeer effect aanwezig is, dacht ik altijd dat dit sterker was dan inductief? :)

@ Krollie: van waar heb je die pKa-waarden? Heb je link? Dan geef ik me gewonnen :)

Melissa

#10

Melissa

    Melissa


  • >100 berichten
  • 169 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 augustus 2006 - 18:51

Sorry voor dit 2de bericht, was nog iets vergeten :)
Tevens dacht ik ook dat de afstand (hoe ver de mesomere gever staat) niets uitmaakt, zolang hij maar kan geven...
En wat betreft de resonantievormen, die worden toch teniet gedaan door dat gevend effect? (bij 4-methoxy-fenol) of niet? :)

Melissa

#11

krollie

    krollie


  • >25 berichten
  • 86 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 augustus 2006 - 20:21

@ Krollie: van waar heb je die pKa-waarden? Heb je link? Dan geef ik me gewonnen

Die pKa-waarden had ik uit een van m'n scheikundeboeken, maar ik heb ze ook even op internet opgezocht.
http://en.wikipedia.org/wiki/Methanol voor die van methanol (nummer 4)
http://www.acdlabs.c...ab/pka/exp.html voor die van 4-methoxyphenol (nummer 2)
http://en.wikipedia.org/wiki/Phenol voor die van fenol (nummer 1)
http://en.wikipedia....Isobutyric_acid voor die 2-methylpropaanzuur (nummer 3)

Huh, ik dacht dat het mesomere effect altijd groter was dan het inductieve effect??  En bij 4-methoxy-fenol staat toch duidelijk een mesomere gever en CH3OH staat gewoon een inductieve gever?  
Ok, bij halogenen is het inductief zuigende effect groter dan het mesomeer gevende, maar normaal gezien is mesomeer toch sterker dan inductief? Als er een mesomeer effect aanwezig is, dacht ik altijd dat dit sterker was dan inductief?

Tevens dacht ik ook dat de afstand (hoe ver de mesomere gever staat) niets uitmaakt, zolang hij maar kan geven...  
En wat betreft de resonantievormen, die worden toch teniet gedaan door dat gevend effect? (bij 4-methoxy-fenol) of niet?

Meestal is het mesomere effect wel sterker dan het inductieve effect, maar vergeet niet dat 4-methoxyfenol naast de mesomere gever nog altijd een zuigende groep heeft (de fenylgroep door de resonantie) die de mesomere gever weer 'tegenwerkt'. De invloed van de mesomere gever wordt voor een groot deel gecompenseerd door de zuiger (fenylgroep).

De afstand maakt wel degelijk uit. Hoe verder een atoom verwijderd is, des te minder voelbaar is hij. Vergelijk maar eens de pKa-waardes van 2-chloorbutaanzuur (pKa =2,9) en 4-chloorbutaanzuur (pKa=4,5). In het geval van chloorbutaanzuur gaat het weliswaar om een acceptor en niet om een donor, maar het verhaal is hetzelfde.
Dit verklaart ook wel waarom de pKa-waardes van fenol (10,4) en 4-methoxyfenol (9,95) zeer weinig van elkaar schelen. Doordat de donorgroep zo ver weg zit, heeft hij weinig invloed.

#12

Melissa

    Melissa


  • >100 berichten
  • 169 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 29 augustus 2006 - 22:18

Het is waar! :) :)

pKa van 2-methylpropaanzuur is 4.84
pKa van fenol is 9.95
pKa van 4-methoxy-fenol is 10.27
pKa van methanol is 15.5

maar... het voorbeeld dat jij aangaf (met 2-chloorbutaan en 4-chloorbutaan) begrijp ik, want het inductieve effect neemt af met de afstand, maar waarom neemt ook het mesomere effect af met de afstand? In praktijk gaat dit toch heel snel? O geeft een elektronenpaar, en dit verspringt onmiddellijk door de benzeenring heen naar de OH-substituent?
Ik dacht dat de benzeenring ipv het mesomeer gevende effect tegen te werken, juist in de hand werkte, want het helpt de O-R groep om te kunnen geven..

Het kleine verschil tussen fenol en 4-methoxy-fenol had ik ook inderdaad niet verwacht... :)

Melissa

#13

krollie

    krollie


  • >25 berichten
  • 86 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 30 augustus 2006 - 14:12

maar... het voorbeeld dat jij aangaf (met 2-chloorbutaan en 4-chloorbutaan) begrijp ik, want het inductieve effect neemt af met de afstand, maar waarom neemt ook het mesomere effect af met de afstand? In praktijk gaat dit toch heel snel? O geeft een elektronenpaar, en dit verspringt onmiddellijk door de benzeenring heen naar de OH-substituent?

Ja, de afstand is inderdaad niet van belang bij het mesomere effect vanwege die benzeenring, geef ik toe. :)

Ik dacht dat de benzeenring ipv het mesomeer gevende effect tegen te werken, juist in de hand werkte, want het helpt de O-R groep om te kunnen geven..

Aan de ene kant helpt die benzeenring inderdaad het mesomeer gevende effect, maar aan de andere kant werkt deze het ook tegen. Er zijn door de combinatie van de methoxygroep en de benzeenring 4 stabiele resonantievormen en 4 instabiele resonantievormen. Zie daarvoor het pdf-bestand op deze site: http://acpcommunity....h...phenol pKa" op pagina 5.

#14

Melissa

    Melissa


  • >100 berichten
  • 169 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 30 augustus 2006 - 17:42

En het zijn deze stabiele resonantievormen die maken dat 4-methoxy-fenol zuurder is dan methanol?
Toch is het raar dat het verschil zo groot is (pKa van 10.27 en pKa van 15.5)...

Melissa





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures