Kaip apskaičiuoti pKa reikšmes

Bronsted-Lowry rūgščių ir bazių sudėtyje rūgštis yra junginys, kuris tirpale išskiria protoną, o bazė yra junginys, priimantis protoną. Kai Bronstedo rūgštis ištirpsta tirpiklyje, ji gamina konjuguotą bazę, tuo pačiu metu tirpiklis veikia kaip bazė ir gamina konjuguotą rūgštį. Konjugato rūgšties ir bazės koncentracijas padalijus iš pradinių junginių koncentracijų, gaunama ekvivalentiškumo konstanta K_ekv, kuris rodo, kokia stipri yra pradinė rūgštis. Chemikai nurodo K_ekv kaip reakcijos Ka reikšmė, kai tirpiklis yra vanduo. Šis skaičius gali skirtis daugeliu dydžių, todėl, kad būtų lengviau atlikti skaičiavimus, chemikai paprastai naudoja pKa skaičių, kuris yra neigiamas Ka vertės logaritmas.

Kai generinė rūgštis (HA) ištirpsta vandenyje, ji dovanoja protoną, o reakcijos produktą sudaro H₃O⁺ ir A^-, kuri yra konjuguota reakcijos bazė. Priklausomai nuo santykinių HA sugebėjimų paaukoti protonus ir A^- juos priimti, reakcija taip pat gali vykti priešinga kryptimi, kol galiausiai bus pasiekta pusiausvyra.

Chemikai nustato rūgšties (Ka) stiprumą, matuodami HA, H koncentracijas₃0⁺ ir A^- esant pusiausvyrai ir produktų koncentracijas padalijant iš pradinės rūgšties koncentracijos. Kadangi vandens koncentracija yra pastovi, jie palieka ją iš lygties.

Ka = [H₃O⁺] [A^-] / [HA]

Ka reikšmės gali būti labai didelės arba labai mažos. Pavyzdžiui, druskos rūgšties (HCl) Ka vertė yra apie 10⁷, o askorbo rūgšties (vitamino C) Ka vertė yra 1,6 X 10^-12. Dirbti su tokiais skaičiais yra nepatogu, todėl, kad būtų lengviau, chemikai apibrėžė pKa skaičių:

pKa = -log Ka

Pagal šį apibrėžimą druskos rūgšties pKa vertė yra -log 10⁷ = -7, o askorbo rūgšties pKa yra -log (1,6 x 10^-12) = 11.80. Kaip akivaizdu, kuo mažesnis pKa skaičius, tuo stipresnė rūgštis.

Logaritmas iš esmės yra priešingas eksponentui. Jei turime tokią išraišką kaip žurnalas₁₀x = y, x galime rasti imdami rodiklį į abiejų pusių pagrindą 10: 10^{žurnalas x} = 10^y. Pagal apibrėžimą 10^logx = x, taigi išraiška tampa x = 10^y. PKa reikšmė yra neigiamas logaritmas, o tai reiškia, kad, kai lygtis -log x = y yra atvirkštinė, x yra lygus neigiamam rodikliui 10^-y, kuris yra nedidelis skaičius, jei y yra didelis, ir didelis skaičius, jei y yra mažas.

Praktiškai logaritmų paieška gali būti sudėtinga, todėl dauguma mokslininkų naudoja logaritmo lenteles arba mokslinę skaičiuoklę. Norėdami rasti bazinį 10 logaritmą moksliniame skaičiuotuve, įveskite logaritmo vertę ir palieskite „žurnalas“₁₀" Raktas.