In de Bronsted-Lowry-formulering van zuren en basen is een zuur een verbinding die een proton in oplossing afgeeft, terwijl een base een verbinding is die een proton accepteert. Wanneer een Bronsted-zuur in een oplosmiddel oplost, produceert het een geconjugeerde base, terwijl het oplosmiddel tegelijkertijd als een base werkt en een geconjugeerd zuur produceert. Het delen van de concentraties van geconjugeerd zuur en base door de concentraties van de oorspronkelijke verbindingen levert de equivalentieconstante Kgelijk aan, wat een maat is voor hoe sterk het oorspronkelijke zuur is. Chemici verwijzen naar Kgelijk aan als de Ka-waarde van de reactie wanneer het oplosmiddel water is. Dit getal kan vele ordes van grootte variëren, dus om berekeningen te vergemakkelijken, gebruiken scheikundigen meestal het pKa-getal, dat de negatieve logaritme is van de Ka-waarde.
Ka is de kracht van een zuur in water
Wanneer een generiek zuur (HA) in water oplost, doneert het een proton en het product van de reactie bestaat uit H
3O+ en een-, wat de geconjugeerde base van de reactie is. Afhankelijk van het relatieve vermogen van HA om protonen en A. te doneren- om ze te accepteren, kan de reactie ook in de tegenovergestelde richting verlopen totdat uiteindelijk een evenwicht is bereikt.Chemici bepalen de sterkte van een zuur (Ka) door de concentraties van HA, H. te meten30+ en een- bij evenwicht en door de concentraties van de producten te delen door de concentratie van het oorspronkelijke zuur. Omdat de concentratie van water een constante is, laten ze het buiten de vergelijking.
Ka = [H3O+] [EEN-]/[HA]
Converteren naar pKa
Ka-waarden kunnen heel groot of heel klein zijn. Zo ligt de Ka-waarde voor zoutzuur (HCl) rond de 107, terwijl de Ka-waarde voor ascorbinezuur (vitamine C) 1,6 X 10. is-12. Werken met dergelijke getallen is onhandig, dus om het u gemakkelijker te maken, hebben scheikundigen het pKa-getal als volgt gedefinieerd:
pKa = -log Ka
Volgens deze definitie is de pKa-waarde voor zoutzuur -log 107 = -7, terwijl de pKa voor ascorbinezuur -log is (1,6 x 10-12) = 11.80. Zoals duidelijk is, hoe kleiner het pKa-getal, hoe sterker het zuur.
Logaritmen vinden
Een logaritme is eigenlijk het tegenovergestelde van een exponent. Als we een uitdrukking hebben zoals log10x = y, we kunnen x vinden door de exponent naar de basis 10 van beide zijden te nemen: 10log x = 10ja. Per definitie 10logx = x, dus de uitdrukking wordt x = 10ja. De pKa-waarde is een negatieve logaritme, wat betekent dat wanneer de vergelijking -log x = y wordt omgekeerd, x gelijk is aan een negatieve exponent 10-y, wat een klein getal is als y groot is en een groot getal als y klein is.
In de praktijk kan het vinden van logaritmen ingewikkeld zijn, dus gebruiken de meeste wetenschappers logaritmetabellen of een wetenschappelijke rekenmachine. Om een logaritme met grondtal 10 op een wetenschappelijke rekenmachine te vinden, voert u de waarde van de logaritme in en tikt u op het10" sleutel.