Rapport om chlorethansyrer | Kemi B

Bestemmelse af

styrkekonstanterne for

chlorethansyrer

Forsøgets formål: At bestemme de tre chlorethansyrers styrkeeksponenter ved stuetemperatur ved måling på opløsninger af de tre syrer.

Teori: Der findes tre chlorethansyrer, hvor de tre hydrogenatomer i ethansyrens methylgruppe trinvis er blevet substitueret med chlor.

Chlorethansyre: CH Cl-COOH Dichlorethansyre: CHCl -COOH Trichlorethansyre: CCl -COOH Ved substitution ændres styrkekonstanten, K , på grund af de indførte chloratomer. Styrkekonstanten er en ligevægtskonstant, der er et udtryk for syrens styrke. Jo større styrkekonstant, jo stærkere syre. Styrkekonstanten regnes ud fra den formelle koncentration og oxoniumion-koncentrationen: K  OHc OH Styrkekonstanten afhænger af hvor meget den korresponderende anion stabiliseres. Substituenter, som er elektrontiltrækkende, vil stabilisere anionen, da den negative ladning herved spredes over hele molekylet. Dette øger styrkekonstanten sammenlignet med en carboxylsyre med færre eller helt uden elektrontiltrækkende grupper. På tilsvarende vis vil elektrondonerende grupper mindske styrkekonstanten.

Jo større stabilisering af anionen desto større styrkekonstant. Elektrontiltrækkende grupper er f.eks. F, CN, CO og i vores forsøg Cl. Elektrondonerende grupper er f.eks. OH, NH og alkylgrupper.

For ethansyre er styrkekonstanten, K og dermed er styrkeeksponenten pK =4,76 (pK =-log(K Der forventes derfor at styrkekonstanten K for de tre chlorethansyrer er større end for ethansyre, og dermed forventes det at pK er mindre.

Styrkekonstanten for hver af de tre chlorethansyrer kan bestemmes ud fra følgende målinger: 1. Måling af oxoniumion-koncentrationen, OH . Den bestemmes ved måling af opløsningernes pH, hvoraf OH beregnes.

OH Unøjagtigheder ved pH-målinger slår forstærket igennem ved beregning af OH , så pHmålingerne skal være så nøjagtige som muligt. 2. Måling af syrens formelle koncentration, c . Den bestemmes ved en syre-base titrering med en NaOH-opløsning med kendt koncentration. Da der titreres til ækvivalenspunktet vides det at stofmængden af NaOH og af chlorethansyren er ens, derfor kan den formelle koncentration udregnes ved: c (chlorethansyre) = Styrkeeksponenten pK er også et udtryk for syrens styrke, men da styrkekonstanterne rækker over et meget stort interval, omregnes de til pK som er nemmere at håndtere. pK = -log(K ) og dvs. jo mindre pK er, desto stærkere er syren.

pK Stærke syrer 0 Middelstærke syrer 4 Svage syrer 10 Meget svage syrer Udover K og pK , kan også hydronolysegraden udregnes ud fra oxoniumion-koncentrationen og den formelle koncentration. For en syre, er hydronolysegraden den brøkdel af syren, der har reageret med vand og er blevet til den korresponderende base.