Hur konverterar man pKa till Ka

När man citerar styrkan hos en syra använder kemister ofta dissociationskonstanten, Ka, men detta antal kan variera med flera storleksordningar från en syra till en annan. För att skapa ett mer hanterbart antal definierar kemister pKa-värdet som den negativa logaritmen för Ka-värdet: pKa = -logga Ka. Om du redan känner till pKa-värdet för en syra och du behöver Ka-värdet, hittar du det genom att ta antilog. I praktiken innebär detta att höja båda sidor av jämställdheten till exponenter på 10.

I Bronsted-Lowry-formuleringen av syror i lösning donerar syran en proton och lösningen accepterar en. Lösningen blir en som innehåller en konjugatbas - som är produkten av syran som har tappat en proton - och en konjugatsyra. Teoretiskt kan denna reaktion hända i båda riktningarna. När lösningsmedlet är vatten skrivs detta som:

HA + H₂O <==> H₃O⁺ + A^-

Det är möjligt att bestämma denna styrka hos originalsyran genom att dela koncentrationerna av konjugatsyran och basen med koncentrationerna av den ursprungliga syran och basen. När lösningsmedlet är vatten lämnas det utanför ekvationen. Denna operation ger dig dissociationskonstanten Ka:

Ka = [H₃O⁺] [A^-]/[HA]

När Ka är stor betyder det att konjugatjonerna inte är tillräckligt starka för att flytta reaktionen i motsatt riktning, vilket indikerar en stark syra.

Dissociationskonstanten för en stark syra kan vara så hög som 10⁷medan det för en svag syra kan vara så låg som 10^-12. För att skapa ett mer hanterbart antal skapade kemister pKa-värdet:

pKa = -log Ka

En stark syra med en dissociationskonstant på 10⁷ har en pKa av -7, medan en svag syra med en dissociationskonstant på 10^-12 har en pKa på 12. Förutom att det är lättare att arbeta med, har pKa-värden ett omvänt förhållande till syrastyrka. Med andra ord indikerar en låg pKa en stark syra och vice versa.

I vissa tabeller kan du hitta pKa-värdet listat, men du kan behöva Ka-värdet för att ansluta till dina ekvationer. Den matematiska operationen du utför är Ka = antilog (-pKa). Du löser detta genom att höja båda sidor av det ursprungliga förhållandet till befogenheter på 10 för att få:

Ka = 10^(-pKa)

När pKa är ett heltal, till exempel -7, är den här åtgärden lätt att utföra, men när den innehåller en bråkdel, t.ex. 7,5, kan du behöva slå upp värdet i en tabell. Du kan också hitta den på en vetenskaplig kalkylator genom att ange numret och trycka på exponentknappen, som antingen ser ut som en hatt (^) eller betecknas med 10^x. Kom ihåg att pKa uttrycks som en vanlig logaritm (bas 10) och inte som en naturlig logaritm (bas e), så du vill ha för att hitta en tabell eller välja en funktion på min räknare som höjer talet till en effekt på 10 istället för en effekt på e.