Chương 4

Acid-Base trong Hóa Hữu cơ

4.1. Quan điểm cổ điển (Arenius): acid H+, base  OH-

4.2. Thuyết acid-base của Bronsted & Lowry

1. Định nghĩa

- Acid: Có khả năng cho proton (H+) (proton donor)

- Base: Có khả năng kết hợp proton (proton acceptor)

HA + B  A- + BH+

a1 b2 b1 a2

HA/A-, BH+/B: cặp acid/base liên hợp

Một số ví dụ

- + NH3  SO4

HCl + H2O  Cl- + H3O+ HCOOH + OH-  HCOO- + H2O CH3NO2 + OH-  -CH2-NO2 + H2O C2H5OH + H2O  C2H5O- + H3O + 2- + NH4

HSO4 H3O+ + OH-  2H2O a1 b1 b2 a2

Cặp acid/base liên hợp: HCOOH/HCOO-, C6H5OH/C6H5O-,

CH3NO2/-CH2NO2, C2H5OH/C2H5O-,….. Ka.Kb = 10-14

Acid: Pt trung hòa, cation, anion,

Base: Pt trung hòa, anion

2. Phân loại dung môi, ảnh hưởng của dung môi đến lực acid, base

CH3COOH + H2O  CH3COO- + H3O+

acid

-

H2SO4 + CH3COOH  CH3C+(OH)2

+ HSO4

base

a. Các loại dung môi

+ Dung môi trơ (phi proton): Benzen, n-hexan, cloroform,…

+ Dung môi lưỡng tính (amphi proton): H2O, ancol, nitril, aceton,…

+ Dung môi base (protonphil): NH3 lỏng, amin, pyridin,….

+ Dung môi acid (protogenic): CH3COOH, H2SO4, …..

b. Ảnh hưởng của dung môi đến lực acid-base

CH3COOH + H2O  CH3COO- + H3O+

Ái lực của acid HA phụ thuộc vào khả năng nhận H+ của dung môi S

+

CH3COOH + NH3  CH3COO- + NH4

 Acid yếu/H2O

 Acid mạnh/NH3

4.3. Thuyết acid – base của Lewis

1. Định nghĩa

Acid: Nhận cặp e chưa sử dụng của base để tạo liên kết cộng hóa trị

-

Base: Có cặp e chưa sử dụng có khả năng cho đi (electron-pair donors )

-

2. Acid Lewis

Một số ví dụ

acid

base

a. Nguyên tử trung tâm có quỹ đạo trống: BF3, FeCl3, AlCl3, SO3, ZnCl2….

+, Cl+, cacbocation, ….

b. Các cation: H+, Ag+, NO2

Một số ví dụ

c. Các liên kết đôi, liên kết ba phân cực: >C=O, -CN, -N=O,….

d. Các nguyên tử trung hòa có 6e lớp ngoài cùng: Oxi

e. Các chất mà lớp e ngoài cùng của nguyên tử trung tâm có

thể mở rộng: SnCl4

3. Base Lewis: là những anion hay phân tử trung hòa

Chú ý: - Tác nhân nucleophil: Base Lewis

- Tác nhân electrophil: Acid Lewis

tương tác acid – base.

Các phản ứng hữu cơ như SE, AN, AE, …. Có thể coi là quá trình

4. So sánh độ mạnh của acid-base

(độ electrophil và nucleophil)

Hằng số acid (Ka)

HA + H2O  A- + H3O+ Ka

PKa = -logKa; Pka càng lớn, acid càng yếu

CH3COOH CF3COOH HCl

Pka

4,75 0 -7

acid yếu acid mạnh

Ka = ([H3O+].[A-])/[HA] (25oC)

Cặp acid/base liên hợp: acid mạnh/base yếu và ngược lại

Lưu ý:

Acid mạnh hơn + base mạnh hơn  acid yếu hơn + base yếu hơn

Cacbon lai hóa

Pka

25 44 50

Pka = 38 Acid yếu hơn

Pka = 25 Acid mạnh hơn

Cabocation Acid yếu hơn

Anken base

Base yếu hơn

acid mạnh hơn

H-CC-H CH2=CH2 CH3-CH3

Bài hôm nay chớ để

ngày mai!