Πώς να μετατρέψετε pKa σε Ka

Περιεχόμενο

• Ορισμός του Ka
• Το pKa κάνει τα πράγματα ευκολότερα
• Μετατροπή από pKa σε Ka

Όταν επικαλούνται την ισχύ ενός οξέος, οι χημικοί συχνά χρησιμοποιούν τη σταθερά διάστασης Ka, αλλά ο αριθμός αυτός μπορεί να ποικίλει κατά πολλές τάξεις μεγέθους από το ένα οξύ στο άλλο. Για να δημιουργηθεί ένας πιο εύχρηστος αριθμός, οι χημικοί καθορίζουν την τιμή pKa ως τον αρνητικό λογάριθμο της τιμής Ka: pKa = -log Ka. Εάν γνωρίζετε ήδη την τιμή pKa για ένα οξύ και χρειάζεστε την τιμή Ka, το βρίσκετε παίρνοντας το αντιλόγο. Στην πράξη, αυτό σημαίνει την αύξηση και των δύο πλευρών της ισότητας στους εκπροσώπους των 10.

Ορισμός του Ka

Στη σύνθεση Bronsted-Lowry των οξέων σε διάλυμα, το οξύ δίνει ένα πρωτόνιο και το διάλυμα δέχεται ένα. Το διάλυμα γίνεται ένα που περιέχει μία συζευγμένη βάση - η οποία είναι το προϊόν του οξέος που έχει χάσει ένα πρωτόνιο - και ένα συζευγμένο οξύ. Θεωρητικά, αυτή η αντίδραση μπορεί να συμβεί και στις δύο κατευθύνσεις. Όταν ο διαλύτης είναι νερό, αυτό γράφεται ως εξής:

ΗΑ + Η₂O <==> Η₃Ο⁺ + Α^-

Είναι δυνατόν να προσδιοριστεί αυτή η ισχύς του αρχικού οξέος διαιρώντας τις συγκεντρώσεις του συζευγμένου οξέος και βάσης με τις συγκεντρώσεις του αρχικού οξέος και βάσης. Όταν ο διαλύτης είναι νερό, το αριστερό του από την εξίσωση. Αυτή η ενέργεια σας δίνει την σταθερά διάστασης Ka:

Ka = /

Όταν το Ka είναι μεγάλο, σημαίνει ότι τα συζυγικά ιόντα δεν είναι αρκετά ισχυρά για να μετακινήσουν την αντίδραση προς την αντίθετη κατεύθυνση, πράγμα που υποδηλώνει ισχυρό οξύ.

Το pKa κάνει τα πράγματα ευκολότερα

Η σταθερά διάστασης για ένα ισχυρό οξύ μπορεί να είναι τόσο υψηλή όσο 10⁷, ενώ για ένα ασθενές οξύ μπορεί να είναι τόσο χαμηλό όσο 10^-12. Για να δημιουργηθεί ένας πιο εύχρηστος αριθμός, οι χημικοί δημιούργησαν την τιμή pKa:

pKa = -log Κβ

Ένα ισχυρό οξύ με σταθερά διάστασης 10⁷ έχει pKa -7, ενώ ένα ασθενές οξύ με σταθερά διάστασης 10^-12 έχει pKa 12. Εκτός από το ότι είναι ευκολότερο να δουλέψουμε, οι τιμές pKa έχουν αντίστροφη σχέση με την οξύτητα. Με άλλα λόγια, ένα χαμηλό ρΚα υποδεικνύει ένα ισχυρό οξύ και αντίστροφα.

Μετατροπή από pKa σε Ka

Σε ορισμένους πίνακες, μπορεί να βρείτε την τιμή pKa που αναγράφεται, αλλά ίσως χρειαστεί να πληκτρολογήσετε την τιμή Ka στις εξισώσεις σας. Η μαθηματική λειτουργία που εκτελείτε είναι Ka = antilog (-pKa). Μπορείτε να λύσετε αυτό αυξάνοντας και τις δύο πλευρές της αρχικής σχέσης στις δυνάμεις των 10 για να πάρετε:

Ka = 10^(-pKa)

Όταν το pKa είναι ένας ακέραιος αριθμός, όπως το -7, αυτή η λειτουργία είναι εύκολο να εκτελεστεί, αλλά όταν περιέχει ένα κλάσμα, όπως το 7.5, ίσως χρειαστεί να αναζητήσετε την τιμή σε έναν πίνακα. Μπορείτε επίσης να το βρείτε σε μια επιστημονική αριθμομηχανή εισάγοντας τον αριθμό και πιέζοντας το πλήκτρο εκθέτη, το οποίο είτε μοιάζει με καπέλο (^) είτε σημειώνεται με 10^Χ. Θυμηθείτε ότι το pKa εκφράζεται ως κοινός λογάριθμος (βάση 10) και όχι ως φυσικός λογάριθμος (βάση e), έτσι θέλετε να βρείτε έναν πίνακα ή να επιλέξετε μια λειτουργία στην αριθμομηχανή σας που αυξάνει τον αριθμό σε ισχύ 10 αντί για ένα δύναμη του ε.