قرار دادن اسیدیته در چشم انداز

یکی از مفاهیمی که به نظر می رسد همیشه برای عبور از آن دشوار است، مفهوم pK است_آ. مهم نیست که چند بار به دانش آموزان نق می زنم که «pK خود را بدانند_آ‘s” یا به آنها بگویید که “pK_آ میز دوست شماست» یا آن را با جدولی از نقاط قوت دست در پوکر مقایسه کنید، من می دانم که در برخی موارد پیام فقط به شما منتقل نمی شود.

این مرا به وحشت می اندازد. pK_آ ارزش ها مهم هستند!

pK_آ ارزش ها 60 مرتبه بزرگ هستند

چه چیزی در مورد pK بسیار عالی است_آ جدول؟

دیدگاه من این است: چه سند دیگری می تواند به شما بگوید در یک نگاه در مورد جهان واکنش شیمیایی، به طور منظم در مقیاس لگاریتمی چیده شده است؟

آیا این باور نکردنی نیست که بتوان به سرعت اسید هیدرویدیک (pK_آ = –10) حدود است بیست و شش مرتبه قدر اسیدی تر از آب (pK_آ = 14) و آن آب نیز دیگر است بیست و شش مرتبه قدر اسیدی تر از گاز هیدروژن (pK_آ = 42).*

مقیاس مطلق تفاوت‌های واکنش‌پذیری شیمیایی، برای من، شگفت‌انگیز است.

مشکل اینجاست که شما واقعاً باید مقیاس‌های گزارش را در سطحی بصری درک کرده و قدردانی کنید تا آن را به دست آورید، و جداول گزارش اینطور نیستند. ذره ای. رویارویی با اختلاف شصت مرتبه بزرگی کاری بسیار دشوار برای ذهن است.

بنابراین با کمک سایت زیر (برای اعداد) یک pK تقویت شده ارائه می کنم_آ جدول، با یک نشانه در یک طرف برای تجسم مقیاس های درگیر. شاید این بتواند به دانش‌آموزان کمک کند تا قدرت نسبی اسیدها و بازها را درک کنند – و از تفاوت‌های شگفت‌انگیز در واکنش‌پذیری شیمیایی که دارند، قدردانی کنند.

چند مقایسه جالب:

• مقایسه اسیدیته کربوکسیلیک اسید و الکل مانند مقایسه اندازه منظومه شمسی (کمربند کویپر) با اندازه یک انسان است.
• مقایسه تیول ها با الکل ها: مانند عمق سنگر ماریانا به قد یک فرد معمولی شما.
• اسیدیته آمین پروتونه به آمین خنثی: مانند اندازه زمین در مقایسه با اندازه هسته اتم.
• مقایسه HCl با آب مانند مقایسه اندازه یک ابرخوشه کهکشانی با اندازه یک خانه است!

[Note – since HI is the most acidic, I decided to make it correspond to the largest number even though HI technically has the lowest pKa. It would not be completely unreasonable to do it the other way, although there is not much detail between the neutrino [10^-25] و طول پلانک [10^-35].

* ستاره این است که حلالی که با آن اندازه گیری می شود، pKa را تحت تاثیر قرار می دهد (به دلیل اثر تراز کردن) اما این هنوز هم کمتر ذهن را متحیر می کند.

---

[Source: xkcd  hat tip to Mike Evans @mevans86 for finding this]

• فیزیکدانان نیز با این مشکل دست و پنجه نرم می کنند:

فضا بزرگ است شما فقط باور نخواهید کرد که چقدر بزرگ، بسیار زیاد و به طرز شگفت انگیزی بزرگ است. منظورم این است که ممکن است فکر کنید تا مسیر شیمیدان راه طولانی است، اما این فقط بادام زمینی به فضا است. – داگلاس آدامز، راهنمای سفر به کهکشان

* شیمیدان = داروساز (در بریتانیا)

• فیلم کلاسیک 1977 قدرت های ده به طرز شگفت انگیزی این مسئله مقیاس را به تصویر کشید. با شروع یک عکس از یک زن و شوهر در حال خوردن یک پیک نیک در پارکی در کنار دریاچه شیکاگو، دوربین با افزایش های متوالی 10 تا 10 کامل کوچک شد (و … و …)²⁴ متر، اساساً به اندازه جهان شناخته شده است. سپس دوربین دوباره روی زوج و سپس با قدرت ده به دنیای درون، سلول‌ها، اندامک‌ها، DNA و در نهایت به هسته اتم زوم کرد. مهیج.
• اخیراً، این اینفوگرافیک تعاملی استودیو Primax به کاربر اجازه می دهد تا از طریق محدودیت های مطلق فضای درونی و بیرونی حرکت کند. مقیاس از طول پلانک شروع می شود (10^-35m) و در مقیاس جهان شناخته شده به پایان می رسد (10²⁷ m)؛ در مجموع بیش از شصت مرتبه بزرگی. بیننده در طول مسیر با هسته‌های اتمی، DNA، دایناسورها، مدول فضایی آپولو، سیارات، ستاره‌ها و کهکشان‌ها (و خیلی چیزهای دیگر) (قابل کلیک) مواجه می‌شود.

پدیده‌های شیمیایی در مقیاس بسیار کوچکی اتفاق می‌افتند، بنابراین برای ما شیمیدان‌ها سخت است که تصاویری را پیدا کنیم که با سیارات، کهکشان‌ها یا نهنگ‌های آبی رقابت کنند که بتوانیم از آنها برای بیان حالت خود استفاده کنیم. پس چرا به کارهایی که قبلاً انجام شده است، پاسخی نمی دهیم؟

---

یادداشت