Функция кислотности Гаммета

Функция кислотности Гаммета — численное выражение способности среды быть донором протонов по отношению к произвольному основанию, безразмерная величина. Количественный параметр в теории Бренстеда-Лоури, в противовес водородному показателю рН в теории Аррениуса.

Инструментально функция кислотности определяется при помощи ряда индикаторов схожей химической природы (для того, чтобы специфическое взаимодействие с кислотной средой было приблизительно одинаково), при этом используется принцип перекрывания. Первый такой ряд индикаторов в виде серии нитроанилинов был успешно применён Л. Гамметом и А. Дейрупом для измерения кислотности серной кислоты концентрацией до 100 %[1], на основании чего и возникла так называемая шкала (функция) кислотности Гаммета Н0.

Эта шкала базируется на использовании именно ряда анилинов в качестве индикаторов; принципиальной особенностью Н0 является то, что молекула индикатора I протонируется под действием кислотной среды с образованием частицы НI+. Это условие отличает её от ряда других более поздних шкал, таких как Нr, H+ и H-; в частности, шкала Н- построена на том же ряде индикаторов (с добавлением одного фенола), но используется в основных средах, в которых индикатор HI депротонируется с образованием аниона I− (так называемая функция Стюарта)[2].

Из-за своего исторического преимущества именно функция кислотности Гаммета Н0 наиболее распространена, хотя каких-либо серьёзных достоинств она не имеет[3].

Использование функции Гаммета как численного параметра кислотности суперкислотных сред рутинно используется в химии карбкатионов. Само понятие суперкислота базируется на функции кислотности. Значения Н0 для классических суперкислот приведены в следующей таблице[4]:

HClO4 −13
FSO3H −15,1
CF3SO3H −14,1
HSO3F-SbF5 −23
HFabs −15,0
HF-SbF5 −28

Примечания
  1. Hammet L. P., Deyrup A. J., J. Am. Chem. Soc., 54, 2721, 1932.
  2. R. Stewart, J. P. O’Donnell. J. Am. Chem. Soc., 84, 493—494, 1962.
  3. Гаммет Л. Основы физической органической химии. — М.: «Мир», 1972.
  4. A. Olah. J. Org. Chem., 70, 2413—2429, 2005.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.