Innhold
Når man siterer styrken til en syre, bruker kjemikere ofte dissosiasjonskonstanten, Ka, men dette tallet kan variere med flere størrelsesordener fra en syre til en annen. For å lage et mer håndterbart tall, definerer kjemikere pKa-verdien som den negative logaritmen til Ka-verdien: pKa = -log Ka. Hvis du allerede vet pKa-verdien for en syre, og du trenger Ka-verdien, finner du den ved å ta antilog. I praksis betyr dette å heve begge sider av likheten til eksponenter for 10.
Definisjon av Ka
I Bronsted-Lowry-formuleringen av syrer i oppløsning donerer syren et proton, og løsningen godtar en. Løsningen blir en som inneholder en konjugatbase - som er produktet av syren som har mistet et proton - og en konjugatsyre. Teoretisk sett kan denne reaksjonen skje i begge retninger. Når løsningsmidlet er vann, skrives dette som:
HA + H2O <==> H3O+ + A-
Det er mulig å bestemme denne styrken til den opprinnelige syren ved å dele konsentrasjonene av konjugatsyren og basen med konsentrasjonene av den opprinnelige syren og basen. Når løsningsmidlet er vann, forlates det utenfor ligningen. Denne operasjonen gir deg dissosiasjonskonstanten Ka:
Ka = /
Når Ka er stor, betyr det at de konjugerte ionene ikke er sterke nok til å bevege reaksjonen i motsatt retning, noe som indikerer en sterk syre.
pKa gjør ting enklere
Dissosiasjonskonstanten for en sterk syre kan være så høy som 107mens den for en svak syre kan være så lav som 10-12. For å opprette et mer håndterbart tall opprettet kjemikere pKa-verdien:
pKa = -log Ka
En sterk syre med en dissosiasjonskonstant på 107 har en pKa på -7, mens en svak syre med en dissosiasjonskonstant på 10-12 har en pKa på 12. I tillegg til at de er lettere å jobbe med, har pKa-verdier et omvendt forhold til syrestyrke. Med andre ord indikerer en lav pKa en sterk syre og omvendt.
Konvertering Fra pKa til Ka
I noen tabeller kan du finne pKa-verdien som er oppført, men du kan trenge Ka-verdien for å koble til ligningene dine. Den matematiske operasjonen du utfører er Ka = antilog (-pKa). Du løser dette ved å heve begge sider av det opprinnelige forholdet til krefter på 10 for å få:
Ka = 10(-PKa)
Når pKa er et helt tall, for eksempel -7, er denne operasjonen enkel å utføre, men når den inneholder en brøkdel, for eksempel 7,5, kan det hende du må slå opp verdien i en tabell. Du kan også finne det på en vitenskapelig kalkulator ved å taste inn tallet og trykke på eksponenttasten, som enten ser ut som en hatt (^) eller er betegnet med 10x. Husk at pKa er uttrykt som en vanlig logaritme (base 10) og ikke som en naturlig logaritme (base e), så du vil finne en tabell eller velge en funksjon på kalkulatoren din som hever tallet til en effekt på 10 i stedet for en kraften til e.