როგორ გამოვთვალოთ ძმარმჟავას pKa?

ბოლოს მოგეწონათ ცოტაოდენი ტარტის ჩაცმა სალათზე, ან იქნებ უბრალოდ ბალზამიკური ძმარი თქვენ ალბათ ძალიან დაკავებული ხართ tingly gustator გამოცდილების მიღებით, რათა შეაფასოთ საფუძველი ქიმია.

არომატიზატორებისა და ძმრის წიწაკის ტიპების შთამბეჭდავი ასორტიმენტი ბაზარზე და 2010-იანი წლების ბოლოს, თუნდაც "ძმრის სმა" გაემართა ჯანმრთელ საკვებ პროდუქტებსა და სასურსათო მაღაზიების თაროებზე შეერთებულ შტატებში სახელმწიფოები. მაგრამ ამ ყველაფერს აქვს მინიმუმ ერთი საერთო მაინც: ინგრედიენტი, რომელიც ამ სახვევებსა და სოუსებს ანიჭებს თავისებურ "ზინგს" არის მოლეკულა, რომელსაც ძმარმჟავას უწოდებენ.

ძმარმჟავას გამოყენება არ შემოიფარგლება მხოლოდ სუნელების სამყაროთი, თუმცა ეს, რა თქმა უნდა, სუპერმარკეტში პირველი გასასვლელია, სადაც უნდა გამოიყურებოდეთ, თუ მოულოდნელად დააფინანსებთ ამ ნაერთის საჭიროებას. მჟავა-ტუტოვანი ქიმიის თვალსაზრისით, ეს არ არის განსაკუთრებით ძლიერი მჟავა, ამიტომ ძმარმჟავას საფრთხე უფრო ამქვეყნიურია, ვიდრე უფრო კოროზიული მჟავების, მაგალითად, გოგირდმჟავას.

სანამ კონკრეტულად ძმარმჟავას ჩაყვინთავთ (ტანისამოსით!), თქვენ უნდა იცოდეთ მჟავა-ტუტოვანი ქიმია ზოგადი და როგორ შეიძლება მჟავებისა და ბაზების გამოყენება ერთმანეთთან მანიპულირებისთვის, წყალი და pH (მჟავიანობა ან ფუძეობა) გადაწყვეტილებები შემდეგ, თქვენ მიიღებთ მაგალითებს, თუ როგორ ხდება ძმარმჟავას გამოყენება და მომზადება და სად ჩანს ის მსოფლიოში. დასრულების შემდეგ, ბოლო რაც უნდა იგრძნო, არის მწარე გემო პირში!

საუკუნეების განმავლობაში შემოთავაზებული იყო მჟავებისა და ფუძეების სხვადასხვა განმარტება და უმეტესწილად ისინი დამატებით ავსებენ უფრო ადრეულ ცოდნას, ვიდრე შეცვლიან მას.

ამ ნაერთებს მრავალი საუკუნის წინ დაადგინეს, რომ მათ უნიკალური თვისებები აქვთ (ზოგიერთ მჟავას აქვს ლითონის კოროზიის უნარი), მაგრამ 1800-იანი წლების ბოლოს არ იქნა შემოთავაზებული ოფიციალური განმარტება. იმ დროს სვანტე არენიუსი განსაზღვრა მჟავა, როგორც ნივთიერება, რომელიც ზრდის წყალბადის იონის კონცენტრაციას წყალში.

როდესაც წყალში მჟავას ემატება, ის იშლება პროტონში და რაც დარჩება (ამის შესახებ უფრო მეტი ინფორმაცია ერთ წამში). იმიტომ, რომ წყალი არ არსებობს მხოლოდ როგორც უცვლელი H ზღვის ზღვა₂O მოლეკულები, არამედ H– ს კომბინაციაში₂O და გარკვეული რაოდენობის "უფასო" H⁺ და ოჰ^– იონები.

ეს ნიშნავს, რომ სინამდვილეში მას შეუძლია მჟავას და ბაზის ფუნქციაც გამოდგეს. ჰ₂O– ს შეუძლია ფუძის როლი შეასრულოს პროტონის მიღებით, გახდეს ჰიდრონიუმის იონი (H₃ო⁺). თქვენ ხედავთ, რომ ჰიდრონიუმის იონის დამატება ჰიდროქსიდის იონში იძლევა სწორ ნედლეულს H 2 მოლეკულისთვის₂O შექმნას.

მჟავებისა და ბაზების სხვა განმარტებები ხელს უწყობს განსაკუთრებულ შემთხვევებს, რომლებიც, როგორც ჩანს, ერთი შეხედვით აზრი არ აქვს, მაგალითად, ამიაკის (NH)₃) შეიძლება გახდეს ბაზა, მიუხედავად იმისა, რომ ვერ შეძლებთ ჰიდროქსილის ჯგუფის დონაციას.

ეს იმიტომ ხდება, რომ მჟავები შეიძლება ალტერნატიულად ჩაითვალოს პროტონის დონორები და ბაზები, როგორც პროტონის მიმღებები; კიდევ უკეთესი, მჟავები შეიძლება განიხილებოდეს, როგორც ელექტრონ-წყვილის მიმღები და ბაზები, როგორც ელექტრონების წყვილი დონორები.

ყველა ამ გადაწყვეტილებებზე საუბრისას ვარაუდობენ, რომ მკითხველმა იცის რა არის ეს. მიუხედავად ამისა, არასდროს მწყინს ქიმიის ფუნდამენტური ცნების განხილვა, რომელიც ეხება ძმარმჟავას და სხვა უამრავ ნაერთებს.

ყველაზე მეტი რეაქცია, რომლის შესახებაც წაიკითხავთ ან ლაბორატორიაშიც კი შეეცდებით, ხდება წყალხსნარში, რომელიც მშვენიერი სახელია წყალში გახსნილი მყარი ნაერთის (ხსნადი) (ზოგადად, ხსნარი მოითხოვს თხევად გამხსნელს, მაგრამ ეს არ უნდა იყოს წყალი).

როდესაც გარკვეული მყარი ნივთიერებები, განსაკუთრებით იონური ნაერთები მოთავსებულია ხსნარში, ისინი ადვილად იშლებიან და ეს ხშირად ხდება გამხსნელის და გამხსნელის სპეციფიკური თვისებების შედეგი. მაგალითად, წყალი არის პოლარული მოლეკულა და ასევე შეიცავს ძლიერ წყალბადის კავშირებს.

სუფრის მარილი, ან NaCl წყალში მოთავსებისას, მისი იონური ბმულები არ ემთხვევა წყლის ელექტროქიმიურ თვისებებს და ისინი იშლება. Na⁺ და Cl^– შემდეგ იონები მიაღწევენ წყლის ხელუხლებელ მოლეკულებს შორის არსებულ სივრცეებს.

მჟავებით და ბაზებით, დაშლის მამოძრავებელი ძალები განსხვავებულია, მაგრამ შედეგი მაინც იონების წარმოქმნაა. ჰიდრონიუმის იონი (შემოწირული პროტონისგან) წარმოადგენს კატიონს, ხოლო ანიონს ეწოდება კონიუგირებული ბაზა. ნომენკლატურაში სწორედ აქ მოდის სუფიქსი "შეჭამეს": როდესაც ძმარმჟავა იშლება მის შემადგენელ იონებში, ხსნარში დარჩენილი კონიუგირებული ფუძე ეწოდება. აცეტატი.

ძმარმჟავას ასევე უწოდებენ ეთანოინის მჟავა და ნაკლებად ხშირად, როგორც მეთანის კარბოქსილის მჟავა. მას აქვს ქიმიური ფორმულა C₂ჰ₄ო₂, თუმცა ჩვეულებრივ მასზე დაწერილია CH₃COOH მიუთითოს, რომ ეს არის კარბოქსილის მჟავა.

ეს არის მჟავები, რომლებიც შეიცავს კარბოქსილის ჯგუფს, რომელიც წარმოადგენს ნახშირბადის ატომს, რომელიც ორმაგად არის შეკრული ჟანგბადთან და აგრეთვე ჰიდროქსილის ჯგუფთან. ჰიდროქსილის ჯგუფის H ატომი არის ნაერთის მჟავე პროტონი.

ძმარმჟავას მოლეკულური წონა შეადგენს 60,05 გრამს მოლზე (გ / მოლი). ძმარმჟავას სიმკვრივეა 1.053 გ / მოლ ოთახის ტემპერატურაზე თხევადი ფორმით, თუმცა შეიძლება მყარი სახითაც არსებობდეს. ძმარმჟავას pKa არის 4,76, ეს არის pH მნიშვნელობა, რომლის დროსაც მჟავის ნახევარი იქნება ხელუხლებელი, ხოლო მეორე ნახევარი იონური ფორმით.

• აცეტატის იონის ფორმულა (ძმარმჟავას კონიუგირებული ბაზა) არის CH₃COO–.

ძმარმჟავას შერწყმა შეიძლება შაქრებთან, სანელებლებთან და სხვა საკვებთან ერთად სხვადასხვა ძმრის დასამზადებლად, მაგრამ ეს მნიშვნელოვანია კულინარიული სამყაროს გარეთაც. პოლიმერული ნაერთები, როგორიცაა ვინილის აცეტატი, გამოიყენება პლასტმასის წარმოებაში, ხოლო ცელულოზის აცეტატი გამოიყენება ფოტოგრაფიის ინდუსტრიაში.

აცეტატი მნიშვნელოვანი ნაერთია ბიოქიმიაში, რადგან ის შეიძლება გაერთიანდეს მოლეკულასთან, რომელსაც კოენზიმი A (CoA) ეწოდება აცეტილ- CoA, მნიშვნელოვანი ქიმიური ნივთიერება ფიჭური სუნთქვის დროს (კერძოდ, კრებსის ციკლი ან ლიმონმჟავას ციკლი, რომელიც ხდება მიტოქონდრიებში).
ძმარმჟავა მზადდება მრავალი გზით: აცეტალდეჰიდის დაჟანგვის გზით, ეთანოლის (ეთილის სპირტი) დაჟანგვის გზით და ბუტანის ან ბუტენის დაჟანგვის გზით. მისი დამზადება ასევე შეიძლება მასშტაბურად გაკეთდეს ერთი ნახშირბადის სპირტისგან მეთანოლი.

მჟავები კოროზიულია და შეიძლება დააზიანოს კანი, თვალები და სხვა ორგანული ქსოვილები. არ გაითვალისწინოთ ის ფაქტი, რომ ძმარი არის დასალევი ან ძმარმჟავას უწოდებენ "სუსტს", როგორც დაუდევრობის საბაბი. თუ 20 უმეტეს ძმარში მხოლოდ 1 ნაწილია ძმარმჟავა და დანარჩენი წყალი, წარმოიდგინეთ, რას იგრძნობთ იგი სრული სიმტკიცით.

მჟავებმა შეიძლება დააზიანოს არა მხოლოდ კანი, რადგან ზოგი არასტაბილურია და ადვილად აორთქლდება; ეს ნიშნავს, რომ თქვენ შეგიძლიათ დაასრულოთ ქიმიკატების შესუნთქვა, რამაც შეიძლება გააღიზიანოს თქვენი ცხვირის მიდამოები და ყელი.

როგორც ზოგადი მითითება, მჟავებსა და ბაზებზე მუშაობისას ყოველთვის უნდა დაიცვათ თვალებისა და ხელის დაცვა, არ აქვს მნიშვნელობა მჟავას ან ფუძის მოლარულობას. სინამდვილეში, არ უნდა დასრულდეს "მჟავე" ნოტით, მაგრამ ყოველთვის უნდა გამოიყენოთ უსაფრთხოების ზომები ქიმიის ლაბორატორიებში, განსაკუთრებით მაშინ, თუ გსურთ უფრო მეტი გააკეთოთ მათგან!