PKa値を計算する方法

酸と塩基のブレンステッド-ローリー配合では、酸は溶液中でプロトンを放出する化合物であり、塩基はプロトンを受け入れる化合物です。 ブレンステッド酸が溶媒に溶解すると、共役塩基が生成され、同時に溶媒が塩基として作用して共役酸が生成されます。 共役酸と共役塩基の濃度を元の化合物の濃度で割ると、等価定数Kが生成されます。eq、これは元の酸の強さの尺度です。 化学者はKを参照しますeq 溶媒が水である場合の反応のKa値として。 この数は何桁も変化する可能性があるため、計算を容易にするために、化学者は通常、Ka値の負の対数であるpKa数を使用します。

Kaは水中の酸の強さです

ジェネリック酸(HA)が水に溶解すると、プロトンを供与し、反応の生成物はHで構成されます。3O+ およびA-、これは反応の共役塩基です。 陽子とAを提供するHAの相対的な能力に応じて- それらを受け入れるために、最終的に平衡が達成されるまで、反応は反対方向に進むこともできます。

化学者は、HA、Hの濃度を測定することにより、酸(Ka)の強度を決定します30+ およびA- 平衡状態で、生成物の濃度を元の酸の濃度で除算します。 水の濃度は一定であるため、方程式から除外されます。

Ka = [H3O+] [A-] / [HA]

pKaへの変換

Ka値は、非常に大きくても小さくてもかまいません。 たとえば、塩酸(HCl)のKa値は約10です。7、アスコルビン酸(ビタミンC)のKa値は1.6 X10です。-12. このような数値を扱うのは不便なので、物事を簡単にするために、化学者はpKa数値を次のように定義しています。

pKa = -log Ka

この定義によれば、塩酸のpKa値は-log10です。7 = -7、アスコルビン酸のpKaは-log(1.6 x 10-12) = 11.80. 明らかなように、pKa数が小さいほど、酸は強くなります。

対数の検索

対数は基本的に指数の反対です。 logなどの式がある場合10x = y、両側の基数10の指数をとることでxを見つけることができます:10ログx = 10y. 定義上、10logx = xなので、式はx = 10になりますy. pKa値は負の対数です。つまり、方程式-log x = yを逆にすると、xは負の指数10に等しくなります。-y、yが大きい場合は小さい数、yが小さい場合は大きい数です。

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実際には、対数の検索は複雑になる可能性があるため、ほとんどの科学者は対数表または関数電卓を使用します。 関数電卓で10を底とする対数を見つけるには、対数の値を入力し、[ログ]をタップします。10「キー。

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