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.
Definícia Ka
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.
pKa uľahčuje prácu
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.
Prevod z pKa na Ka
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 10X. 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.