Innhold
I Bronsted-Lowry-formuleringen av syrer og baser er en syre en forbindelse som frigjør et proton i oppløsning, mens en base er en forbindelse som godtar et proton. Når en Bronsted-syre løses opp i et løsningsmiddel, produserer den en konjugatbase, samtidig som løsningsmidlet fungerer som en base og produserer en konjugatsyre. Ved å dele konsentrasjonene av konjugatsyre og base med konsentrasjonene av de opprinnelige forbindelsene produseres ekvivalensskonstanten Kekv, som er et mål på hvor sterk den opprinnelige syren er. Kjemikere viser til Kekv som Ka-verdien til reaksjonen når løsningsmidlet er vann. Dette tallet kan variere med mange størrelsesordrer, så for å gjøre beregninger lettere bruker kjemikere vanligvis pKa-tallet, som er den negative logaritmen til Ka-verdien.
Ka er styrken til en syre i vann
Når en generisk syre (HA) løses opp i vann, gir den et proton, og reaksjonsproduktet består av H3O+ og A-som er den konjugerte base av reaksjonen. Avhengig av de relative evnene til HA til å donere protoner og A- for å akseptere dem, kan reaksjonen også fortsette i motsatt retning inntil det til slutt oppnås en likevekt.
Kjemikere bestemmer styrken til en syre (Ka) ved å måle konsentrasjonene av HA, H30+ og A- ved likevekt og dele konsentrasjonene av produktene med konsentrasjonen av den opprinnelige syren. Fordi konsentrasjonen av vann er en konstant, lar de den ligge utenfor ligningen.
Ka = /
Konvertering til pKa
Ka-verdiene kan være veldig store eller veldig små. For eksempel er Ka-verdien for saltsyre (HCl) rundt 107mens Ka-verdien for askorbinsyre (C-vitamin) er 1,6 X 10-12. Å jobbe med slike tall er upraktisk, så for å gjøre ting lettere har kjemikere definert pKa-tallet som:
pKa = -log Ka
I henhold til denne definisjonen er pKa-verdien for saltsyre -log 107 = -7, mens pKa for askorbinsyre er -log (1,6 x 10-12) = 11,80. Som tydelig er, jo mindre er pKa-tallet, desto sterkere er syren.
Finne logaritmer
En logaritme er i utgangspunktet det motsatte av en eksponent. Hvis vi har et uttrykk som logg10x = y, vi kan finne x ved å ta eksponenten til basen 10 på begge sider: 10logg x = 10y. Per definisjon 10logx = x, slik at uttrykket blir x = 10y. PKa-verdien er en negativ logaritme, noe som betyr at når ligningen -log x = y er reversert, er x lik en negativ eksponent 10-y, som er et lite tall hvis y er stort og et stort antall hvis y er lite.
I praksis kan det å finne logaritmene være komplisert, så de fleste forskere bruker logaritmetabeller eller en vitenskapelig kalkulator. For å finne en base 10-logaritme på en vitenskapelig kalkulator, skriver du inn logaritmen og trykker på "loggen10"-tasten.