Come convertire pKa in Ka

Quando citano la forza di un acido, i chimici usano spesso la costante di dissociazione, Ka, ma questo numero può variare di diversi ordini di grandezza da un acido all'altro. Per creare un numero più gestibile, i chimici definiscono il valore pKa come logaritmo negativo del valore Ka: pKa = -log Ka. Se conosci già il valore pKa di un acido e hai bisogno del valore Ka, lo trovi prendendo il antilog. In pratica, questo significa elevare entrambi i lati dell'uguaglianza a esponenti di 10.

Nella formulazione Bronsted-Lowry di acidi in soluzione, l'acido dona un protone e la soluzione ne accetta uno. La soluzione diventa quella contenente una base coniugata - che è il prodotto dell'acido che ha perso un protone - e un acido coniugato. In teoria, questa reazione può avvenire in entrambe le direzioni. Quando il solvente è acqua, questo è scritto come:

HA + HA₂O <==> H₃oh⁺ + A^-

È possibile determinare questa forza dell'acido originale dividendo le concentrazioni dell'acido e della base coniugati per le concentrazioni dell'acido e della base originali. Quando il solvente è acqua, viene lasciato fuori dall'equazione. Questa operazione ti dà la costante di dissociazione Ka:

Ka=[H₃oh⁺][UN^-]/[HA]

Quando Ka è grande, significa che gli ioni coniugati non sono abbastanza forti da spostare la reazione nella direzione opposta, il che indica un acido forte.

La costante di dissociazione per un acido forte può arrivare fino a 10⁷, mentre per un acido debole può arrivare fino a 10^-12. Per creare un numero più gestibile, i chimici hanno creato il valore pKa:

pKa = -log Ka

Un acido forte con una costante di dissociazione di 10⁷ ha un pKa di -7, mentre un acido debole con una costante di dissociazione di 10^-12 ha un pKa di 12. Oltre ad essere più facili da lavorare, i valori di pKa hanno una relazione inversa con la forza acida. In altre parole, un pKa basso indica un acido forte e viceversa.

In alcune tabelle, potresti trovare il valore pKa elencato, ma potresti aver bisogno del valore Ka da inserire nelle tue equazioni. L'operazione matematica che esegui è Ka = antilog (-pKa). Risolvi questo elevando entrambi i lati della relazione originale alle potenze di 10 per ottenere:

Ka = 10^(-pKa)

Quando pKa è un numero intero, come -7, questa operazione è facile da eseguire, ma quando contiene una frazione, come 7,5, potrebbe essere necessario cercare il valore in una tabella. Puoi anche trovarlo su una calcolatrice scientifica inserendo il numero e premendo il tasto dell'esponente, che sembra un cappello (^) o è denotato da 10^X. Ricorda che pKa è espresso come logaritmo comune (base 10) e non come logaritmo naturale (base e), quindi vuoi per trovare una tabella o selezionare una funzione sulla calcolatrice che eleva il numero a una potenza di 10 anziché a una potenza di e.