[scheikunde] pKa waardes

Waarschijnlijk een heel simpele vraag
Hoe komt het dat de pKa waardes van maleïnezuur en fumaarzuur verschillen en waarom heeft maleïnezuur meerdere pKa waardes?
Ook het verschil van oplosbaarheid in water van beide stoffen is mij niet echt duidelijk

Alvast bedankt

Maleïnezuur


Fumaarzuur

Héhé, ik heb ze leuk opgezocht, maar nu ik de structuren zo zie kan ik je dat niet vertellen maar we hebben zat leden die nu niet hoeven te zoeken naar structuurformules en je het wel kunnen vertellen!

Leuke vragen. De pKa kon ik intuïtief goed verzinnen, maar de oplosbaarheid niet, dus dat laat ik even aan een ander over.....

De twee zuurgroepen van maleinezuur zitten dicht bij elkaar in de ruimte. Daardoor kan bij deprotonatie een interactie en uitwisseling plaatsvinden, en/of een interne waterstofbrug. Dit stabiliseert het éénwaardig negatief ion danig en de pKa1 en pKa2 komen daardoor ver uit elkaar te liggen. Bij fumaarzuur is dat niet zo: de twee groepen zitten geforceerd ver van elkaar, en hebben daardoor geen interactie. Bij een pH waarbij één van de twee wordt gedeprotoneerd, wordt de ander (als ware het een ander molecuul) ook gedeprotoneerd. De twee pKa's zitten heel dicht bij elkaar.

Waarom dit de oplosbaarheid beïnvloedt?

Zie ook: http://www.uni-regen...rotic_tit-e.htm

Beiden hebben 2 pK_a-waardes. Ze hebben beiden immers 2 zuurgroepen.

Bedenk dat zowel fumaarzuur als maleinezuur 'starre' Moleculen zijn.

Fumaarzuur gedraagt zich vrij normaal voor een dizuur (pK_a's van 3.03 en 4.44). Het eerste proton gaat er gemakkelijker vanaf dan de tweede. Dit komt doordat de zuurgroepen via conjugatie (tweevoudige binding) elkaars aanwezigheid 'voelen'.

Dit geldt allemaal ook voor maleinezuur, maar hierbij is de eerste pK_a1 kleiner en de tweede pK_a2 groter (pK_a's van 1.83 en 6.07). Dit komt doordat de zuurgroepen ook nog dicht bij elkaar in de buurt zitten.

Het volgende geldt voor maleinezuur in vergelijking met fumaarzuur:

Het eerste proton gaat er gemakkelijk vanaf:
Het monoanion wat er ontstaat wordt beter gestabiliseerd. Het overgebleven proton blijft 'hangen' tussen beide carboxylaatgroepen. Met beide carboxylaatgroepen vormt dit proton een binding die tussen een waterstofbrug en een gewone O-H binding inzit. Een stabieler anion wordt gemakkelijker gevormt; de pK_a1 is dus lager.

Het tweede proton gaat er moeilijker vanaf:
Doordat het overgebleven proton met beide carboxylaatgroepen gebonden is (een interactie heeft) is het moeilijker deze eraf te krijgen. Hiernaast zitten de twee negatieve ladingen van het dianion erg dicht bij elkaar in de buurt. Dit destabiliseert het dianion waardoor dit dianion moeilijker gevormd wordt.

Wat betreft het oplosbaarheidsverschil: wat is de invloed van deprotonering van organische zuren op de oplosbaarheid hiervan in water? Kun je dit koppelen aan de lagere pK_a1 waarde van maleinezuur?

[edit] rwwh was dan wel sneller, maar ik heb meer getypt....

Veranderd door DrQuico, 02 mei 2005 - 18:43

Nog een leuke link: http://www.huntsman....ia/KOMaleic.pdf

Wat betreft het oplosbaarheidsverschil: wat is de invloed van deprotonering van organische zuren op de oplosbaarheid hiervan? Kun je dit koppelen aan de lagere pK_a1 waarde van maleinezuur?

Verklaar je daar een factor 60 in oplosbaarheid mee?

Verklaar je daar een factor 60 in oplosbaarheid mee?

Hmm, de K_a-waardes schelen een factor van 15 voor beide zuren. Dus misschien is dit toch niet het hele verhaal.

Maleinezuur heeft natuurlijk ook nog een groter dipoolmoment dan fumaarzuur (ook de anionen), dit zal de oplosbaarheid in water verder vergroten.

Komen er ook geen waterstofbrugge aan te pas?

Ah oei dat stond al in de uitleg.

Bedankt!

Zouden jullie toch nog eens kort kunnen uitleggen hoe het verschil tussen de pKa 1 van maleïnezuur en de pKa 1 van fumaarzuur tot stand komt?

Want veel van de uitleg versta ik niet => ik kan er niet zo veel van...

Het fumaarzuur waar 1 H⁺ vanaf is voelt zich minder lekker dan een maleïnezuur waar 1 H⁺ vanaf is. De laatste kan de "schade delen" door een waterstofbrug te maken tussen de twee zuurgroepen.

En nog een plaatje

ivm het verschil in oplosbaarheid van fumaar- en maleïnezuur:
Maleïnezuur kan interne H-bruggen vormen maar geen intermoleculaire. Fumaarzuur daarentegen kan wel intermoleculaire H-bruggen vormen, maar geen interne. Gevolg hiervan is dat verschillende moleculen fumaarzuur sterker aan elkaar 'gebonden' zijn via deze H-bruggen dan bij maleïnezuur het geval is. Deze sterkere binding verklaart het hogere smeltpunt en de lagere oplosbaarheid van fumaarzuur. Het is door de H-bruggen immers moeilijker twee moleculen fumaarzuur te scheiden van elkaar dan twee moleculen maleïnezuur.

duidelijk zo?
en trouwens bedankt vo de uitleg ivm de zuurheid, dat zocht ik nog

Met dank aan Wikipedia
http://nl.wikipedia....ki/Maleïnezuur

Veranderd door WinterGotha, 16 april 2006 - 19:08

Maleïnezuur kan interne H-bruggen vormen maar geen intermoleculaire.

Dat lijkt me incorrect.... waarom zou maleinezuur geen intermoleculaire waterstof-bruggen kunnen vormen?? Deze zijn nu juist meestal de reden dat stoffen goed oplosbaar zijn in water!

Maleïnezuur kan interne H-bruggen vormen maar geen intermoleculaire.

Dat lijkt me incorrect.... waarom zou maleinezuur geen intermoleculaire waterstof-bruggen kunnen vormen?? Deze zijn nu juist meestal de reden dat stoffen goed oplosbaar zijn in water!

Omdat het veel gemakkelijker intramoleculaire H-bruggen vormt, gaat het geen intermoleculaire H-bruggen vormen.

Dit is toch wat mijn prof in de les zei. En als je het mij vraagt is het feit dat maleïnezuur wel goed oplosbaar is in water en fumaarzuur niet, af te leiden uit de figuur die DrQuico plaatste met de boodschap "En nog een plaatje" erbij: door de intramoleculaire H-bruggen is maleïnezuur een meer gebogen molecule dan fumaarzuur. Hierdoor is, zoals je kunt zien op de figuur, het resulterend dipoolmoment van maleïnezuur veel groter dan dat van fumaarzuur en zoals iedereen wel weet, zijn polaire moleculen beter oplosbaar in water.

Veranderd door trinitrotolueen, 11 mei 2006 - 00:03