Când citează puterea unui acid, chimiștii folosesc adesea constanta de disociere, Ka, dar acest număr poate varia cu mai multe ordine de mărime de la un acid la altul. Pentru a crea un număr mai ușor de gestionat, chimiștii definesc valoarea pKa ca logaritm negativ al valorii Ka: pKa = -log Ka. Dacă știți deja valoarea pKa pentru un acid și aveți nevoie de valoarea Ka, o găsiți luând antilog. În practică, aceasta înseamnă ridicarea ambelor părți ale egalității la exponenți de 10.
Definiția Ka
În formularea Bronsted-Lowry a acizilor în soluție, acidul donează un proton și soluția acceptă unul. Soluția devine una care conține o bază conjugată - care este produsul acidului care a pierdut un proton - și un acid conjugat. Teoretic, această reacție se poate întâmpla în ambele direcții. Când solventul este apă, aceasta este scrisă ca:
HA + H2O <==> H3O+ + A-
Este posibil să se determine această concentrație a acidului original împărțind concentrațiile acidului conjugat și a bazei la concentrațiile acidului și bazei originale. Când solventul este apă, este lăsat în afara ecuației. Această operație vă oferă constanta de disociere Ka:
Ka = [H3O+][A-]/[HA]
Când Ka este mare, înseamnă că ionii conjugați nu sunt suficient de puternici pentru a muta reacția în direcția opusă, ceea ce indică un acid puternic.
pKa simplifică lucrurile
Constanta de disociere pentru un acid puternic poate fi de până la 107, în timp ce pentru un acid slab poate ajunge la 10-12. Pentru a crea un număr mai ușor de gestionat, chimiștii au creat valoarea pKa:
pKa = -log Ka
Un acid puternic cu o constantă de disociere de 107 are un pKa de -7, în timp ce un acid slab cu o constantă de disociere de 10-12 are un pKa de 12. Pe lângă faptul că sunt mai ușor de lucrat, valorile pKa au o relație inversă cu concentrația acidă. Cu alte cuvinte, un pKa scăzut indică un acid puternic și invers.
Conversia de la pKa la Ka
În unele tabele, puteți găsi valoarea pKa listată, dar este posibil să aveți nevoie de valoarea Ka pentru a vă conecta la ecuațiile dvs. Operația matematică pe care o efectuați este Ka = antilog (-pKa). Rezolvați acest lucru ridicând ambele părți ale relației inițiale la puteri de 10 pentru a obține:
Ka = 10(-pKa)
Când pKa este un număr întreg, cum ar fi -7, această operație este ușor de realizat, dar când conține o fracțiune, cum ar fi 7.5, poate fi necesar să căutați valoarea într-un tabel. De asemenea, îl puteți găsi pe un calculator științific introducând numărul și apăsând tasta exponent, care fie arată ca o pălărie (^), fie este notată cu 10X. Amintiți-vă că pKa este exprimat ca un logaritm comun (baza 10) și nu ca un logaritm natural (baza e), așa că doriți pentru a găsi un tabel sau pentru a selecta o funcție pe calculatorul dvs. care crește numărul la o putere de 10 mai degrabă decât la o putere de e.