Функция кислотности Гаммета

Перейти к навигацииПерейти к поиску

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.