9.17. СИСТЕМЫ, ОПИСЫВАЕМЫЕ ДВУМЯ ФУНКЦИЯМИ КИСЛОТНОСТИ
Если реагент
содержит два различных атома, каждый из которых способен присоединять протон, то реагент быстро и обратимо может превращаться в сопряженную кислоту
и относительно медленно — в продукт Р через переходное состояние, изомерное
. В таком случае формальная концентрация
т. е. сумма
будет равна
а формальное значение
удельной скорости
Последнее уравнение эквивалентно
так как
и
Функция кислотности Н соответствует превращению
в переходное состояние, а функция
превращению
При
при низкой кислотности, уравнение (38) упрощается до
линейно зависит от
с наклоном, равным единице.
При
становится справедливым соотношение
Если
то при таких кислотностях
постоянен.
Если
возрастает быстрее, чем
то удельная скорость проходит через максимум и при еще более высоких кислотностях начинает уменьшаться.
Удельные скорости гидролиза амидов и тиоамидов многих карбоновых кислот имеют максимальные значения при концентрации водного раствора сильной кислоты от 4 до
. Розенталь и Тэйлор [42] установили, что в растворах хлорной кислоты с концентрацией от 0,3 до 5 М гидролиз тиоацетамида описывается уравнением (38), если принять
Еще лучшего соответствия можно достигнуть, положив
, т. е.
и
. Выведенная на основании этих допущений зависимость
изображена на рис. 9.10. Эйтс и Риордан [25] обнаружили, что аналогичная зависимость существует для гидролиза многих амидов в растворах соляной кислоты.
Шуберт и Квокчиа. [43] нашли, что в смесях хлорной кислоты с водой 1-метокси-3,5-диоксибензол имеет
и принадлежит к основаниям класса
Когда протонизация является практически полной,
Рис. 9.10. Скорость гидролиза тиоацетамида в растворах хлорной кислоты [42].
удельная скорссть гидролиза этого вещества непрерывно возрастает с увеличением концентрации кислоты. Таксе поведение можно объяснить количественно, приняв
На рис. 9.11 точки изображают
Рис. 9.11. Скорость гидролиза 1-метокси-3,5-Диоксибеизола в смесях хлорной кислоты с водой при 50 °С [43].
экспериментальные данные Шуберта и Квокчиа, а кривая линия соответствует уравнению