ジカルボン酸

質問

ジカルボン酸はｐＫａが１，２と二つ存在するとありますが、なぜ二つ存在するのでしょうか？
　私は片方のカルボキシル基から水素が水素イオンとなったあとにできたものの残ったほうのカルボキシル基の水素が水素イオンとなるときにははじめと状況が変わっているからだと思うのですが、、、、教科書や参考書にものっていないので気になっています
　質問以外のところが長くなってすみなせん

回答No.1

noname#160321 · ベストアンサー

ジカルボン酸だけでなく硫酸等の２塩基酸（プロトンを二つ出すことの出来るもの）もｐK1とｐK2を持っております。
　　　　 pＫ1
Ｈ2ＳＯ4－→Ｈ+　＋　ＨＳＯ4-
　　　　　　 pＫ2
ＨＳＯ4－　－→Ｈ+　＋　（ＳＯ4）2-

ジカルボン酸は硫酸のように同一の硫黄に附いた二つの酸素上にマイナス電荷がそれぞれ乗っている分けではありませんが、第一段の解離で分子にマイナスの電荷が乗ります。すると次の解離ではさらにそこから水素イオン(Ｈ+)が離れなければなりませんから、静電的に圧倒的に不利になりpＫ2はpＫ1より大きい値になります。
ここで気になったので上記の硫酸の値を調べてみたところpＫ2しか見つかりませんでした。（笑い）強酸のため普通の条件では測定できないみたいです。もちろん値はあるのですが、水中の測定値はないみたい。
他の酸解離定数を探してみました。ＵＲＬ参照。pＫaは常用対数を取ってマイナスにして下さい。

参考URL：

http://solomon.bond.okstate.edu/thinkchem97/dissociation.htm

お礼

とてもよくわかりました。
丁寧な説明ありがとうございます

回答No.3

Freeuser

＞なぜ二つ存在するのでしょうか？

ジカルボン酸に限らず、炭酸H2CO3やリン酸H3PO4も複数のpKaをもちます。リン酸は三つありますからね。
で、です。pKaは何を表しているかというと、一つ目の水素イオンの離れやすさ、二つ目の水素イオンの離れ易さ、三つ目の・・・です。
炭酸やリン酸や対称なジカルボン酸(シュウ酸・フマル酸など)などの弱酸を塩基で徐々に中和していくとき、最初は複数ある水素はどれも置かれている状況が同じで、どれが最初に離れるという決まりはないのです。ただ、ひとつ水素イオンが離れてしまうと、同じ分子の残りの水素イオンが離れにくくなるのはNo1さんが書かれているとおりです。一つ目の水素イオンを放出していないやつがまだ残っていると、塩基はそこをどんどん攻撃します。そのほうが楽に中和できるから。
溶液中のすべての分子が1つめの水素イオンを放出すると、またみんな同じスタートラインです。少々離れにくいですが、強引に引き剥がして中和させます。
以上、二段階の中和でした。

ところで、非対称のジカルボン酸は、カルボキシル基の周囲の環境によってどちらがH+を放出しやすいかが初めから決まってしまいます。そのような酸の中和ではその順で水素イオンが電離していくことになります。

お礼

丁寧な説明ありがとうございます

回答No.2

nigamushikun

＞私は片方のカルボキシル基から水素が水素イオンとなったあとにできたものの残ったほうのカルボキシル基の水素が水素イオンとなるときにははじめと状況が変わっているからだと思うのですが、、、、

はい、その認識でまったく正しいですよ。