Hvordan konvertere pKa til Ka

Når man siterer styrken til en syre, bruker kjemikere ofte dissosiasjonskonstanten, Ka, men dette tallet kan variere med flere størrelsesordener fra en syre til en annen. For å skape et mer håndterbart tall definerer kjemikere pKa-verdien som den negative logaritmen til Ka-verdien: pKa = -logg Ka. Hvis du allerede vet pKa-verdien for en syre og du trenger Ka-verdien, finner du den ved å ta antilog. I praksis betyr dette å heve begge sider av likheten til eksponenter på 10.

I Bronsted-Lowry-formuleringen av syrer i oppløsning donerer syren en proton, og løsningen aksepterer en. Løsningen blir en som inneholder en konjugatbase - som er produktet av syren som har mistet en proton - og en konjugatsyre. Teoretisk kan denne reaksjonen skje i begge retninger. Når løsningsmidlet er vann, skrives dette som:

HA + H₂O <==> H₃O⁺ + A^-

Det er mulig å bestemme denne styrken til den opprinnelige syren ved å dele konsentrasjonene av konjugatsyren og basen med konsentrasjonene av den opprinnelige syren og basen. Når løsningsmidlet er vann, blir det utelatt av ligningen. Denne operasjonen gir deg dissosiasjonskonstanten Ka:

Ka = [H₃O⁺][EN^-] / [HA]

Når Ka er stor, betyr det at konjugationene ikke er sterke nok til å bevege reaksjonen i motsatt retning, noe som indikerer en sterk syre.

Dissosiasjonskonstanten for en sterk syre kan være så høy som 10⁷, mens det for en svak syre kan være så lavt som 10^-12. For å skape et mer håndterbart tall, opprettet kjemikere pKa-verdien:

pKa = -log Ka

En sterk syre med en dissosiasjonskonstant på 10⁷ har en pKa på -7, mens en svak syre med en dissosiasjonskonstant på 10^-12 har en pKa på 12. Foruten å være lettere å jobbe med, har pKa-verdier et omvendt forhold til syrestyrke. Med andre ord indikerer en lav pKa en sterk syre og omvendt.

I noen tabeller kan du finne pKa-verdien oppført, men det kan hende du trenger Ka-verdien for å plugge inn i ligningene dine. Den matematiske operasjonen du utfører er Ka = antilog (-pKa). Du løser dette ved å heve begge sider av det opprinnelige forholdet til krefter på 10 for å få:

Ka = 10^(-pKa)

Når pKa er et helt tall, for eksempel -7, er denne operasjonen enkel å utføre, men når den inneholder en brøkdel, for eksempel 7,5, kan det hende du må slå opp verdien i en tabell. Du kan også finne den på en vitenskapelig kalkulator ved å legge inn nummeret og trykke på eksponenttasten, som enten ser ut som en hatt (^) eller er betegnet med 10^x. Husk at pKa uttrykkes som en vanlig logaritme (base 10) og ikke som en naturlig logaritme (base e), så du vil for å finne en tabell eller velge en funksjon på kalkulatoren som hever tallet til en styrke på 10 i stedet for en styrke på e.