Зміст
Посилаючись на міцність кислоти, хіміки часто використовують константу дисоціації Ка, але це число може змінюватись на кілька порядків від однієї кислоти до іншої. Для створення більш керованого числа хіміки визначають значення pKa як негативний логарифм значення Ka: pKa = -log Ka. Якщо ви вже знаєте значення pKa для кислоти і вам потрібно значення Ka, ви знайдете це, взявши антилог. На практиці це означає підняти обидві сторони рівності до показників 10.
Визначення Ка
У складі Бронстеда-Лоурі з кислот у розчині кислота дарує протон, а розчин приймає один. Розчин стає таким, що містить кон'югатну основу, яка є продуктом кислоти, що втратила протон, і кон'югатну кислоту. Теоретично ця реакція може відбуватися в обох напрямках. Коли розчинником є вода, це записується як:
HA + H2О <==> Н3О+ + А-
Можна визначити цю міцність вихідної кислоти шляхом поділу концентрацій кон'югатної кислоти та основи на концентрації вихідної кислоти та основи. Коли розчинником є вода, її залишають поза рівнянням. Ця операція дає константу дисоціації Ka:
Ка = /
Коли Ка великий, це означає, що іони кон'югату недостатньо сильні для переміщення реакції у зворотному напрямку, що вказує на сильну кислоту.
pKa полегшує справи
Константа дисоціації для сильної кислоти може досягати 107, тоді як для слабкої кислоти це може бути як 10-12. Щоб створити більш керовану кількість, хіміки створили значення pKa:
pKa = -log Ка
Сильна кислота з постійною дисоціацією 107 має рКа -7, тоді як слабка кислота з постійною дисоціацією 10-12 має pKa 12. Крім того, що з ними легше працювати, значення pKa мають зворотну залежність до міцності кислоти. Іншими словами, низький рКа вказує на сильну кислоту і навпаки.
Перетворення з pKa в Ka
У деяких таблицях ви можете знайти вказане значення pKa, але вам може знадобитися значення Ka для підключення до рівнянь. Математична операція, яку ви виконуєте, є Ka = antilog (-pKa). Ви вирішите це, піднявши обидві сторони початкового відношення до повноважень 10, щоб отримати:
Ка = 10(-pKa)
Коли pKa - це ціле число, наприклад -7, цю операцію легко виконати, але коли вона містить дріб, такий як 7.5, можливо, доведеться шукати значення в таблиці. Ви також можете знайти його на науковому калькуляторі, ввівши число і натиснувши клавішу експонента, яка або виглядає як капелюх (^), або позначається 10х. Пам'ятайте, що pKa виражається як загальний логарифм (основа 10), а не як природний логарифм (основа е), тому ви хочете знайти таблицю або вибрати функцію на своєму калькуляторі, яка збільшує число до потужності 10, а не сила е.