Jak převést pKa na Ka

Když citují sílu kyseliny, chemici často používají disociační konstantu Ka, ale toto číslo se může lišit o několik řádů od jedné kyseliny k druhé. Aby chemici vytvořili lépe zvládnutelné číslo, definují hodnotu pKa jako záporný logaritmus hodnoty Ka: pKa = -log Ka. Pokud již znáte hodnotu pKa pro kyselinu a potřebujete hodnotu Ka, zjistíte ji pomocí antilog. V praxi to znamená zvednout obě strany rovnosti na exponenty 10.

Ve formulaci Bronsted-Lowryových kyselin v roztoku kyselina daruje proton a roztok jeden přijímá. Roztok se stane roztokem obsahujícím konjugovanou bázi - což je produkt kyseliny, která ztratila proton - a konjugovanou kyselinu. Teoreticky k této reakci může dojít v obou směrech. Když je rozpouštědlem voda, zapíše se to jako:

HA + H₂O <==> H₃Ó⁺ + A^-

Je možné určit tuto sílu původní kyseliny dělením koncentrací konjugované kyseliny a báze koncentracemi původní kyseliny a báze. Pokud je rozpouštědlem voda, je z rovnice vynecháno. Tato operace vám poskytne disociační konstantu Ka:

Ka = [H₃Ó⁺][A^-] / [HA]

Když je Ka velká, znamená to, že konjugované ionty nejsou dostatečně silné, aby pohnuly reakcí v opačném směru, což naznačuje silnou kyselinu.

Disociační konstanta pro silnou kyselinu může být až 10⁷, zatímco u slabé kyseliny to může být až 10^-12. Aby chemici vytvořili lépe zvládnutelné číslo, vytvořili hodnotu pKa:

pKa = -log Ka

Silná kyselina s disociační konstantou 10⁷ má pKa -7, zatímco slabá kyselina s disociační konstantou 10^-12 má pKa 12. Kromě snazší práce s nimi mají hodnoty pKa inverzní vztah k síle kyseliny. Jinými slovy, nízký pKa naznačuje silnou kyselinu a naopak.

V některých tabulkách můžete najít uvedenou hodnotu pKa, ale pro připojení do vašich rovnic budete možná potřebovat hodnotu Ka. Matematická operace, kterou provádíte, je Ka = antilog (-pKa). Vyřešíte to tak, že obě strany původního vztahu zvýšíte na mocniny 10 a získáte:

Ka = 10^(-pKa)

Pokud je pKa celé číslo, například -7, lze tuto operaci snadno provést, ale pokud obsahuje zlomek, například 7.5, bude pravděpodobně nutné vyhledat hodnotu v tabulce. Najdete jej také na vědecké kalkulačce zadáním čísla a stisknutím tlačítka exponentu, které buď vypadá jako klobouk (^), nebo je označeno 10^X. Nezapomeňte, že pKa je vyjádřena jako běžný logaritmus (základ 10) a ne jako přirozený logaritmus (základ e), takže chcete najít tabulku nebo vybrat funkci na kalkulačce, která zvýší číslo na mocninu 10 místo na mocninu E.