كيفية تحويل pKa إلى Ka

عند الاستشهاد بقوة حمض ما ، غالبًا ما يستخدم الكيميائيون ثابت التفكك ، كا ، ولكن هذا الرقم يمكن أن يختلف بعدة مرات من حيث الحجم من حمض إلى آخر. لإنشاء رقم أكثر قابلية للإدارة ، يحدد الكيميائيون قيمة pKa على أنها اللوغاريتم السالب لقيمة Ka: pKa = -log كا. إذا كنت تعرف بالفعل قيمة pKa لحمض وتحتاج إلى قيمة Ka ، فستجدها من خلال أخذ أنتيلوج. في الممارسة العملية ، هذا يعني رفع كلا الجانبين من المساواة إلى الأس 10.

في صيغة Bronsted-Lowry للأحماض في المحلول ، يتبرع الحمض ببروتون ويقبل المحلول واحدًا. يصبح المحلول واحدًا يحتوي على قاعدة مترافقة - وهي نتاج فقدان الحمض لبروتون - وحمض مترافق. من الناحية النظرية ، يمكن أن يحدث هذا التفاعل في كلا الاتجاهين. عندما يكون المذيب ماء ، يكتب هذا على النحو التالي:

HA + H₂س <==> ح₃ا⁺ + أ^-

من الممكن تحديد قوة الحمض الأصلي عن طريق قسمة تركيزات الحمض المترافق والقاعدة على تركيزات الحمض الأصلي والقاعدة. عندما يكون المذيب هو الماء ، فإنه يترك خارج المعادلة. تمنحك هذه العملية ثابت التفكك Ka:

كا = [H.₃ا⁺][أ^-] / [HA]

عندما يكون Ka كبيرًا ، فهذا يعني أن الأيونات المترافقة ليست قوية بما يكفي لتحريك التفاعل في الاتجاه المعاكس ، مما يشير إلى وجود حمض قوي.

يمكن أن يصل ثابت التفكك لحمض قوي إلى 10⁷بينما بالنسبة للحمض الضعيف يمكن أن يصل إلى 10^-12. لإنشاء رقم أكثر قابلية للإدارة ، أنشأ الكيميائيون قيمة pKa:

pKa = -log Ka

حمض قوي مع ثابت تفكك 10⁷ يحتوي على pKa من -7 ، بينما حمض ضعيف مع ثابت تفكك 10^-12 لديه pKa 12. إلى جانب كونها أسهل في التعامل معها ، فإن قيم pKa لها علاقة عكسية مع قوة الحمض. بمعنى آخر ، يشير انخفاض pKa إلى حمض قوي والعكس صحيح.

في بعض الجداول ، قد تجد قيمة pKa مدرجة ، لكنك قد تحتاج إلى قيمة Ka للتوصيل في المعادلات الخاصة بك. العملية الحسابية التي تقوم بها هي Ka = antilog (-pKa). يمكنك حل هذا عن طريق رفع كلا طرفي العلاقة الأصلية إلى قوى 10 للحصول على:

كا = 10^(-pKa)

عندما يكون pKa عددًا صحيحًا ، مثل -7 ، فإن هذه العملية سهلة التنفيذ ، ولكن عندما تحتوي على كسر ، مثل 7.5 ، قد تضطر إلى البحث عن القيمة في جدول. يمكنك أيضًا العثور عليه في آلة حاسبة علمية عن طريق إدخال الرقم والضغط على مفتاح الأس ، والذي يبدو إما قبعة (^) أو يُرمز له بـ 10^x. تذكر أنه يتم التعبير عن pKa على أنه لوغاريتم مشترك (الأساس 10) وليس باعتباره لوغاريتمًا طبيعيًا (الأساس e) ، لذا فأنت تريد للعثور على جدول أو تحديد دالة على الآلة الحاسبة ترفع الرقم إلى أس 10 بدلاً من قوة ه.