Ako previesť pKa na Ka

Pri uvádzaní sily kyseliny používajú chemici často disociačnú konštantu Ka, ale toto číslo sa môže líšiť o niekoľko rádov od jednej kyseliny k druhej. Na vytvorenie lepšie zvládnuteľného čísla chemici definujú hodnotu pKa ako záporný logaritmus hodnoty Ka: pKa = -log Ka. Ak už poznáte hodnotu pKa pre kyselinu a potrebujete hodnotu Ka, zistíte ju tak, že vezmeme antilog. V praxi to znamená pozdvihnutie oboch strán rovnosti na exponenty 10.

Vo formulácii kyselín v roztoku podľa Bronsted-Lowryho kyselina dodáva protón a roztok jeden prijíma. Roztok sa stane roztokom obsahujúcim konjugátovú bázu - ktorá je produktom kyseliny, ktorá stratila protón - a konjugovanú kyselinu. Teoreticky sa táto reakcia môže vyskytnúť v oboch smeroch. Ak je rozpúšťadlom voda, napíše sa to ako:

HA + H₂O <==> H₃O⁺ + A^-

Túto silu pôvodnej kyseliny je možné určiť vydelením koncentrácií konjugovanej kyseliny a bázy koncentráciami pôvodnej kyseliny a bázy. Ak je rozpúšťadlom voda, vynechá sa z rovnice. Táto operácia vám poskytne disociačnú konštantu Ka:

Ka = [H₃O⁺] [A.^-] / [HA]

Keď je Ka veľká, znamená to, že konjugované ióny nie sú dosť silné na to, aby posunuli reakciu v opačnom smere, čo naznačuje silnú kyselinu.

Disociačná konštanta pre silnú kyselinu môže byť až 10⁷, zatiaľ čo pre slabú kyselinu to môže byť až 10^-12. Chemici vytvorili hodnotu pKa, aby vytvorili lepšie zvládnuteľné číslo:

pKa = -log Ka

Silná kyselina s disociačnou konštantou 10⁷ má pKa -7, zatiaľ čo slabá kyselina s disociačnou konštantou 10^-12 má pKa 12. Okrem ľahšej práce s nimi majú hodnoty pKa inverzný vzťah k sile kyselín. Inými slovami, nízka pKa naznačuje silnú kyselinu a naopak.

V niektorých tabuľkách môžete nájsť uvedenú hodnotu pKa, ale možno budete potrebovať hodnotu Ka, aby ste sa zapojili do svojich rovníc. Matematická operácia, ktorú vykonáte, je Ka = antilog (-pKa). Vyriešite to tak, že obe strany pôvodného vzťahu zvýšite na mocniny 10 a získate:

Ka = 10^(-pKa)

Ak je pKa celé číslo, napríklad -7, je možné túto operáciu ľahko vykonať, ale ak obsahuje zlomok, napríklad 7,5, bude pravdepodobne potrebné vyhľadať hodnotu v tabuľke. Nájdete ju aj na vedeckej kalkulačke zadaním čísla a stlačením klávesu exponent, ktorý vyzerá ako klobúk (^) alebo je označený číslom 10^X. Pamätajte, že pKa je vyjadrená ako bežný logaritmus (základ 10) a nie ako prirodzený logaritmus (základ e), takže chcete vyhľadať tabuľku alebo zvoliť funkciu na svojej kalkulačke, ktorá zvýši číslo na mocninu 10 namiesto na mocninu e.