science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe pKa naar Ka

te converteren

Bij het citeren van de sterkte van een zuur, gebruiken chemici vaak de dissociatieconstante, Ka, maar dit aantal kan met verschillende orden van grootte variëren van het ene zuur naar het andere. Om een beter beheersbaar getal te maken, definiëren chemici de pKa-waarde als de negatieve logaritme van de Ka-waarde: pKa \u003d -log Ka. Als je de pKa-waarde voor een zuur al weet en je hebt de Ka-waarde nodig, kun je deze vinden door de antilog te nemen. In de praktijk betekent dit dat beide zijden van de gelijkheid worden verhoogd tot exponenten van 10.
Definitie van Ka

In de Bronsted-Lowry-formulering van zuren in oplossing doneert het zuur een proton en de oplossing accepteert er een. De oplossing wordt er een die een conjugaatbase bevat - wat het product is van het zuur dat een proton heeft verloren - en een conjugaatzuur. Theoretisch kan deze reactie in beide richtingen gebeuren. Wanneer het oplosmiddel water is, wordt dit geschreven als:

HA + H 2O <\u003d\u003d> H 3O + + A -

Het is mogelijk om deze sterkte van het oorspronkelijke zuur te bepalen door de concentraties van het geconjugeerde zuur en base te delen door de concentraties van het oorspronkelijke zuur en base. Wanneer het oplosmiddel water is, blijft het buiten de vergelijking. Deze bewerking geeft u de dissociatieconstante Ka:

Ka \u003d [H 3O +] [A -] /[HA]

Wanneer Ka groot is, het betekent dat de geconjugeerde ionen niet sterk genoeg zijn om de reactie in de tegenovergestelde richting te verplaatsen, wat een sterk zuur aangeeft.
pKa maakt het gemakkelijker

De dissociatieconstante voor een sterk zuur kan zo hoog zijn als 10 7, terwijl het voor een zwak zuur zo laag kan zijn als 10 -12. Om een beter beheersbaar getal te maken, hebben chemici de pKa-waarde gemaakt:

pKa \u003d -log Ka

Een sterk zuur met een dissociatieconstante van 10 7 heeft een pKa van -7, terwijl een zwak zuur met een dissociatieconstante van 10 <12 -12 een pKa van 12 heeft. Naast dat het gemakkelijker is om mee te werken, hebben pKa-waarden een omgekeerde relatie tot zuursterkte. Met andere woorden, een lage pKa duidt op een sterk zuur en vice versa.
Converteren van pKa naar Ka

In sommige tabellen vindt u mogelijk de pKa-waarde, maar u hebt mogelijk de Ka-waarde nodig in je vergelijkingen. De wiskundige bewerking die u uitvoert, is Ka \u003d antilog (-pKa). Je lost dit op door beide kanten van de oorspronkelijke relatie te verhogen tot machten van 10 om te krijgen:

Ka \u003d 10 (-pKa)

Wanneer pKa een geheel getal is, zoals - 7, deze bewerking is eenvoudig uit te voeren, maar wanneer deze een breuk bevat, zoals 7,5, moet u mogelijk de waarde in een tabel opzoeken. Je kunt het ook vinden op een wetenschappelijke rekenmachine door het nummer in te voeren en op de exponent-toets te drukken, die eruit ziet als een hoed (^) of wordt aangegeven met 10 x. Onthoud dat pKa wordt uitgedrukt als een gemeenschappelijke logaritme (basis 10) en niet als een natuurlijke logaritme (basis e), dus u wilt een tabel vinden of een functie op uw rekenmachine selecteren die het getal verhoogt naar een macht van 10 in plaats van een kracht van e.