問題

質問

Ni錯体A:Ni(tmeda)(acac)(NO3)の合成方法は
Ni(NO3)2+tmeda+acacH+Na2CO3→Ni(tmeda)(acac)(NO3)＋NaHCO3＋NaNO3
↑
この方法みたいです。

そこで質問なのですが、
炭酸のpKaが2つあって、pKa1=6.11,pKa2=9.87見たいです。
1.上の化学反応式Na2CO3でacacHを脱プロトン(脱水素イオン)できる理由とは何で しょうか？

2.Na2CO3はほぼ完全にNa^+とCO3^2-に解離するという前提で下式の反応の平衡定数を述べよ。acacHの酸解離定数を数値で算出する(pKaが計算に必要となる)。acacHの酸解離定数はpKaで8.8程度(水中)である。
acacH+CO3^2-→acac^-＋HCO3^

回答No.1

nious

CO2 の pKa1＝6.11、pKa2＝9.87
温度が分かりませんが pKa が少し小さい。
文献値：pKa1°＝6.35、pKa2°＝10.33 (25℃) 程度です。
温度が高いのか、活量補正をしているのか、それとも両方なのか。

閑話休題、
結局 (2) の答えが (1) の理由になります。

酸解離：acacH ⇔ H^+ + acac^-
[H^+][acac^-]/[acacH]＝Ka＝10^(-8.8)

CO3^2- は 加水分解：CO3^2- + H2O ⇔ OH^- + HCO3^- を起こす塩基です。[H^+][CO3^2-]/[HCO3^-]＝Ka2＝10^(-9.87)

両者が ブレーンステッド・ローリーの酸塩基反応 を起こすとき、
この場合は「弱酸の遊離」と呼ばれる反応です。
acacH + CO3^2- ⇔ acac^- + HCO3^-

Ka/Ka2＝([H^+][acac^-]/[acacH])/{[H^+][CO3^2-]/[HCO3^-]}
＝[acac^-][HCO3^-]/[acacH][CO3^2-]
＝10^(-8.8+9.87)
＝10^1.07
＝11.7＞1

平衡が右に偏るため、反応は自発的に右に進行します。
定量的に進む程大きくはありませんが、
acacH + CO3^2- → acac^- + HCO3^- と書けば (1) の質問の理由、
弱酸の遊離が原因ですね。