Зміст
У складі Бронстеда-Лоурі з кислот та основ кислота - це сполука, яка вивільняє протон у розчині, тоді як основа - це сполука, яка приймає протон. Коли Бронштейна кислота розчиняється в розчиннику, вона утворює кон'югатну основу, в той же час розчинник виступає в якості основи і утворює кон'югатну кислоту. Розділення концентрацій сполученої кислоти та основи на концентрації вихідних сполук дає константу еквівалентності Kекв, що є мірою того, наскільки сильною є вихідна кислота. Хіміки посилаються на Кекв як значення Ka реакції, коли розчинником є вода. Це число може змінюватись на багато порядків, тому для спрощення обчислень хіміки зазвичай використовують число pKa, яке є негативним логарифмом значення Ka.
Ка - міцність кислоти у воді
Коли родова кислота (НА) розчиняється у воді, вона дарує протон, а продукт реакції складається з Н3О+ і А-, що є кон'югованою основою реакції. Залежно від відносних здібностей ХА здавати протони та А- щоб прийняти їх, реакція також може протікати у зворотному напрямку, поки врешті не буде досягнуто рівноваги.
Хіміки визначають міцність кислоти (Ка) шляхом вимірювання концентрацій НА, Н30+ і А- при рівновазі та поділі концентрацій продуктів на концентрацію вихідної кислоти. Оскільки концентрація води є постійною, вони залишають її поза рівнянням.
Ка = /
Перетворення в pKa
Значення Ka можуть бути дуже великими або дуже малими. Наприклад, значення Ka для соляної кислоти (HCl) становить близько 107, тоді як значення Ka для аскорбінової кислоти (вітаміну С) становить 1,6 X 10-12. Робота з такими номерами незручна, тому для полегшення справи хіміки визначили номер pKa як:
pKa = -log Ка
Згідно з цим визначенням, значення pKa для соляної кислоти становить -log 107 = -7, тоді як рКа для аскорбінової кислоти дорівнює -log (1,6 х 10)-12) = 11.80. Як видно, чим менша кількість рКа, тим сильніша кислота.
Пошук логарифмів
Логарифм є в основному протилежним показником. Якщо у нас є такий вираз, як журнал10x = y, ми можемо знайти х, перенісши експонент до основи 10 обох сторін: 10журнал x = 10у. За визначенням, 10logx = x, тому вираз стає x = 10у. Значення pKa - це від'ємний логарифм, що означає, коли рівняння -log x = y перевернуто, x дорівнює негативному показнику 10-я, що є невеликим числом, якщо y - великим, і великим, якщо y - малим.
На практиці пошук логарифмів може бути складним, тому більшість вчених використовують таблиці логарифмів або науковий калькулятор. Щоб знайти базовий 10 логарифм на науковому калькуляторі, ви вводите значення логарифму та натискаєте "журнал10"ключ.