Lääketieteessä mainitaan hapon vahvuus, kemistit käyttävät usein dissosiaatiovakioa Ka, mutta tämä luku voi vaihdella monella suuruusluokalla haposta toiseen. Hallinnoitavamman luvun luomiseksi kemistit määrittelevät pKa-arvon Ka-arvon negatiiviseksi logaritmiksi: pKa = -log Ka. Jos tiedät jo hapon pKa-arvon ja tarvitset Ka-arvon, löydät sen ottamalla antilog. Käytännössä tämä tarkoittaa tasa-arvon molempien puolien nostamista asteikoksi 10.
Määritelmä Ka
Bronsted-Lowry-formulaatiossa happoja liuoksessa happo luovuttaa protonin ja liuos hyväksyy sen. Liuoksesta tulee konjugaattiemäs - joka on protonin menettäneen hapon tuote - ja konjugaattihappo. Teoriassa tämä reaktio voi tapahtua molempiin suuntiin. Kun liuotin on vettä, tämä kirjoitetaan seuraavasti:
HA + H2O <==> H3O+ + A-
On mahdollista määrittää tämä alkuperäisen hapon vahvuus jakamalla konjugaattihapon ja emäksen pitoisuudet alkuperäisen hapon ja emäksen pitoisuuksilla. Kun liuotin on vettä, se jätetään yhtälön ulkopuolelle. Tämä operaatio antaa sinulle dissosiaatiovakion Ka:
Ka = [H3O+] [A-] / [HA]
Kun Ka on suuri, se tarkoittaa, että konjugaatti-ionit eivät ole riittävän vahvoja siirtämään reaktiota vastakkaiseen suuntaan, mikä osoittaa vahvaa happoa.
pKa tekee asioista helpompaa
Vahvan hapon dissosiaatiovakio voi olla jopa 107, kun taas heikossa hapossa se voi olla jopa 10-12. Luodakseen hallittavamman numeron kemistit loivat pKa-arvon:
pKa = -log Ka
Vahva happo, jonka dissosiaatiovakio on 107 pKa on -7, kun taas heikko happo dissosiaatiovakiolla 10-12 pKa on 12. Sen lisäksi, että pKa-arvoilla on helpompi työskennellä, sillä on käänteinen suhde happolujuuteen. Toisin sanoen alhainen pKa osoittaa vahvaa happoa ja päinvastoin.
Muuntaminen pKa: sta Ka: ksi
Joissakin taulukoissa saatat löytää pKa-arvon luettelossa, mutta saatat tarvita Ka-arvoa liittääksesi yhtälöihisi. Suoritettava matemaattinen operaatio on Ka = antilog (-pKa). Ratkaiset tämän nostamalla alkuperäisen suhteen molemmat puolet 10: n voimaan saadaksesi:
Ka = 10(-pKa)
Kun pKa on kokonaisluku, kuten -7, tämä toiminto on helppo suorittaa, mutta kun se sisältää murto-osan, kuten 7,5, joudut ehkä etsimään arvoa taulukosta. Löydät sen myös tieteellisestä laskimesta syöttämällä numeron ja painamalla eksponentinäppäintä, joka näyttää joko hatulta (^) tai on merkitty 10: lläx. Muista, että pKa ilmaistaan tavallisena logaritmina (perusta 10) eikä luonnollisena logaritmina (perusta e), joten haluat löytää taulukon tai valita laskimesta toiminto, joka nostaa luvun 10: n tehoon eikä e.