خودیونش یا اتوپروتولیز حلال
معمولا
اسیدها و
بازها را در
حلال داریم.
بنابراین
حلال نیز در
بحث های
اسید-باز
معمولا حائز
اهمیت است. حلال
ها را در مبحث
اسيد- باز مي
توان به دو
دسته پروتوني (
) و
غيرپروتوني (
) طبقه
بندي كرد.
حلال هاي
پروتوني حلال
هايي هستند كه
قابليت دادن یون
هیدروژن (
)
دارند،
درحالیکه حلال
هاي غیرپروتوني،
حلال هايي
هستند كه
قابليت یاد
شده را
ندارند. حلال
هاي پروتوني
که هم قابليت
دادن یون
هیدروژن و هم
قابليت گرفتن یون
هیدروژن را
دارند،
حلالهای آمفی پروتیک
درنظر گرفته
می شوند. از
حلال هاي آمفی
پروتیک مي
توان آب، آمونياك،
الكل ها،
اسيدسولفوريك
و ... را نام برد. مثلاً
اسيد
سولفوريك به
عنوان حلال مي
تواند هم
بدهد و 
توليد
كند و هم بگيرد
و 
توليد
كند. از حلال
هاي غيرآمفی پروتیک مي
توان
تتراكلريد كربن،
آلكان ها و ..... را
نام برد که یا
اصلا 
ندارند،
یا اصلا نمی
توانند (یا
خیلی به سختی می
توانند) بگیرند
(مثلا 
نمیتواند
گرفته
و 
تولید
کند) و یا خیلی
به سختی می
توانند بدهند
(مثلا جدا شدن از
بعلت
اتصال به
یک اتم نسبتا
الکتروپوزیتیو
سخت است).
تمرین: از مواد زیر بعنوان حلال، کدامها را میتوان بعنوان حلال آمفی پروتیک در نظر گرفت؟
*****
براي
حلال پروتوني
نماد 
را
در نظر مي
گيريم كه بيانگر
پروتوني بودن
حلال و 
حرف
اول واژه 
به معني
حلال است. مولکولهای
حلال پروتونی
می توانند هر
دو قابلیت دادن و
گرفتن را
هم با ترکیبات
دیگر و هم با
خود داشته
باشند. یک
حلال پروتونی
می تواند هر
دو قابلیت دادن و
گرفتن را
بین
مولکولهای
خود در واکنش اتو
پروتوليز
حلال نشان
دهد. براي
حلال هاي
پروتوني
واكنش اتو
پروتوليز يا
خود
پروتونكافت
يا خود يونش
حلال را مي
توان به صورت
زير در نظر
گرفت:
دقت
داشته باشید
که منظور از
اندیس 
گونه
حلال پوشیده
شده است که در
مورد حلال آب از
اندیس 
استفاده
می شود. ثابت
تعادل واكنش (
) به
نام ثابت
تعادل
اتوپروتوليز
يا خود پروتونكافت
حلال (یا
خودیونش حلال)
ناميده مي شود
و بزرگي آن
معياري از
مقدار پيشرفت
واكنش خود
يونش حلال
است. معمولاً
عدد فوق
العاده كوچكي
است 
كه
نشان مي دهد
خود يونش حلال
به مقدار فوق
العاده
ناچيزي انجام
مي شود. به
عنوان مثال
داريم:
همانطور
که دیده می
شود، در مورد
حلال آب ثابت
اتوپروتوليز
را معمولا با 
نشان
می دهیم.
تمرین: برای
اسید فرمیک (
) بعنوان یک
حلال
پروتونی،
واکنش
اتوپروتولیز
و رابطه ثابت
اتوپروتوليز
مربوطه را
بنویسید.
*****
مقدار ثابت
تعادل
اتوپروتوليز
يا خود
پروتونكافت حلال
تابعی از جنس
حلال و دما
است. معمولا
هرچه حلال
قطبي تر باشد
(ثابت دي
الكتريك يا 
بزرگتري
داشته باشد) و به اتم با
الكترونگاتيوتيه
بيشتري متصل
باشد، حلال
ثابت خود يونش
بزرگتري
خواهد داشت.
مقايسه حلالهاي
آب، اتانول و
آمونياك به
روشني اين موضوع
را نشان مي
دهد.
از
آنجائیکه
واکنش اتوپروتوليز
يا خود
پروتونكافت
حلال گرماگیر
است، با
افزایش دما
مقدار ثابت
تعادل
اتوپروتوليز
حلال افزایش
می یابد و
بالعکس.
بعنوان مثال
جدول زیر
مقادیر را
در چند دمای
مختلف گزارش
می دهد.
|
|
|
|
|
|
دما |
|
|
|
|
|
|
|
تمرین:
غلظت 
در
آب خالص در
دماهای پایین
بیشتر است یا
در دماهای
بالا؟ چرا؟
*****
به گونه 
،
گونه اسيد قوي
حلال و به
گونه 
گونه
باز قوي حلال
گفته مي شود.
بعبارتی گونه
اسيد قوي حلال
با دادن یک
پروتون به
مولکول حلال و
گونه باز قوي
حلال با کندن
یک پروتون از
مولکول حلال
بدست می آید.
براي
سادگي متداول
است كه را
به صورت نشان
دهيم اما به
خاطر مي
سپاريم كه
پروتون تک و
تنها چگالي
بار فوق
العاده زيادي
دارد، درنتیجه
نمي تواند به
صورت تنها در
محلول باشد و
فوراً خودش را
به مثلاً
مولكولهاي
حلال مي رساند
و با کشیدن
ابر الکترونی
آنها به سمت
خود با آنها
پیوند برقرار
می کند. بنابراين
بعنوان مثال در
حلال آب
بيانگر 
(يا
دقيقتر 
)
و در
حلال اتانول
بيانگر 
است.
دقت داشته
باشید که در
بحث های ما
حلال آب است،
مگر خلافش ذکر
شده باشد.
تمرین:
برای آب
بعنوان حل
شونده در حلال
دی متیل آمین (
)
می توان واکنش
زیر را در نظر
گرفت:
منظور
دقیق از 
در
معادله واکنش
یاد شده گونه
با چه فرمولی
است؟
*****
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
**************************************************
سایت: www.youngchemist.com
مولف: محمد شاهی
نظرات، پیشنهادات و انتقادات: chemistry.shahi@gmail.com
**************************************************
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||