|
 |
|
Lijep pozdrav,
Zanima me koje promjene na molekuli fenolftaleina uzrokuju promjene apsorpcije elektromagnetnog zračenja kada se mijenja pH vrijednost okoline molekule fenolftaleina. Koje veze se mijenjaju u ovisnosti o +/- OH-/H3O+. Zašto 2 relativno različite strukture određuju bezbojan oblik u pH rasponu 0–8,2 i pH>12. Kako te veze mijenjaju apsorpciju elmag. zračenja?
Hvala Vam unaprijed
|
|
Ime i prezime:
ANA PIROŠ
pirosa0805@gmail.com
|
 |
 |
Boju nekog spoja, odnosno položaj apsorpcijskog maksimuma na spektru, kod molekula s konjugiranim dvostrukim vezama u principu određuje veličina sustava konjugiranih veza, što će reći broj atomâ koji čine konjugirani sustav. U to mogu biti uključeni i heteroatomi, tipično kisik i dušik. Iza toga dolaze konkretan prostorni raspored te utjecaji elektronskih donora i akceptora. Budući da naši mozgovi u pravilu ne provode precizne kvantnomehaničke račune, točnu procjenu, ako želimo računati ili racionalizirati boju nekog spoja, ostavljamo računalima, a sâmi najčešće samo možemo procijeniti hoće li neki spoj apsorbirati u vidljivom dijelu spektra tj. hoće li biti obojen, eventualno još i koji širi dio spektra će biti apsorbiran.
U slučaju fenolftaleina to je razmjerno laka zadaća jer se treba samo usredotočiti na centralni ugljikov atom. Da ne crtam već nacrtano, pozvat ću se na vikipedijski članak o fenolftaleinu, odnosno na slike u njemu. Protonirana forma u kiselom mediju, tj. triarilmetanski kation, ima dva fenilna prstena rezonancijski povezana preko karbokationa (stabiliziranog upravo tim prstenovima), dok treći prsten zbog steričkih smetnji (karboksilna skupina se ne da nagurati uza susjedni fenilni prsten) mora stajati ukoso pa ne sudjeluje u delokalizaciji. Triarilmetanske boje su inače često plave, ljubičaste ili zelene jer su tri aromatska prstena zajedno dovoljno velika da apsorbiraju na crvenom kraju spektra, što onda ostavlja plavije tonove oku promatrača.
Kod neutralne forme centralni ugljikov atom koordiniran je tetraedarski, zbog čega ne može sudjelovati u delokalizaciji, a time aromatski prstenovi ostaju nepovezani. Apsorpcijski maksimuni pojedinačnih aromatskih prstenova tipično su u ultraljubičastom području pa su takvi spojevi bezbojni.
Idući korak na slici u vikipedijskom članku dvostruko je deprotoniranje i to zaslužuje komentar. Razlog preskakanju prvog koraka deprotoniranja vjerojatno je to što su konstante disocijacije fenolftaleina dosta bliske, budući da se odnose na dva distancirana fenolna protona (širi komentar o tomu ima ovdje, a znanstveni rad koji spominje konstante disocijacije tj. vrijednosti pKa od 9,05 i 9,50 može se naći ovdje). Za spekulaciju da je jednostruko deprotonirana forma bezbojna nisam siguran da je točna, a njezinu smislenost najlakše je provjeriti tako da se zapitaš kamo bi stavila proton na dvostruko deprotoniranu formu. Kandidati su fenolatni i karboksilatni kisikov atom, a odabir otežava stabilizacija fenolata delokalizacijom naboja. Vrlo vjerojatno postoji nekakav rad koji se bavi baš tim pitanjem. Javi ako te zanima pa ću potražiti.
Kako bilo, kod dvostruko deprotonirane forme imamo centralni ugljikov atom koji je sp2-hibridiziran i sudjeluje u formiranju velikog konjugiranog sustava u koji su, za razliku od kationske forme, uključeni i fenolni kisikovi atomi. To je dovoljno da možemo zaključiti da je ta forma obojena te da je apsorpcijski maksimum dalje od ljubičastog kraja spektra, što daje ružičastu komponentu boji.
Na kraju dolazimo do forme kod koje se na centralni atom ugljika adira hidroksidni anion. Sad opet imamo tetraedarski koordiniran ugljikov atom koji ne može premostiti konjugirani sustav pa je apsorpcijski maksimum opet u ljubičastom, a forma time bezbojna.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
icvrtila@chem.pmf.hr
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
