วิธีการแปลง pKa เป็น Ka

เมื่อกล่าวถึงความแรงของกรด นักเคมีมักใช้ค่าคงที่การแตกตัว (ka) แต่ตัวเลขนี้สามารถแปรผันตามลำดับความสำคัญหลายระดับจากกรดหนึ่งไปยังอีกกรดหนึ่ง ในการสร้างตัวเลขที่จัดการได้ง่ายขึ้น นักเคมีกำหนดค่า pKa เป็นลอการิทึมลบของค่า Ka: pKa = -ล็อกกา. หากคุณทราบค่า pKa ของกรดแล้ว และคุณต้องการค่า Ka คุณจะพบได้โดยการหาค่า แอนติล็อก ในทางปฏิบัติ นี่หมายถึงการเพิ่มทั้งสองข้างของความเสมอภาคให้เป็นเลขชี้กำลัง 10

ในสูตรผสมของกรดบรอนสเต็ด-ลาวรีในสารละลาย กรดจะบริจาคโปรตอนและสารละลายจะรับโปรตอนหนึ่งตัว สารละลายกลายเป็นสารละลายที่มีคอนจูเกตเบส ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของกรดที่สูญเสียโปรตอนไป และกรดคอนจูเกต ในทางทฤษฎี ปฏิกิริยานี้สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งสองทิศทาง เมื่อตัวทำละลายเป็นน้ำ จะเขียนได้ดังนี้

HA + โฮ₂O <==> โฮ่₃อู๋⁺ + อา^-

เป็นไปได้ที่จะกำหนดความแรงของกรดดั้งเดิมโดยการหารความเข้มข้นของกรดคอนจูเกตและเบสด้วยความเข้มข้นของกรดและเบสดั้งเดิม เมื่อตัวทำละลายเป็นน้ำ จะไม่อยู่ในสมการ การดำเนินการนี้ให้ค่าคงที่การแยกตัว Ka:

คะ=[H₃อู๋⁺][เอ^-]/[ฮา]

เมื่อ Ka มีขนาดใหญ่ หมายความว่าคอนจูเกตไอออนไม่แรงพอที่จะเคลื่อนปฏิกิริยาไปในทิศทางตรงกันข้าม ซึ่งบ่งชี้ว่าเป็นกรดแก่

ค่าคงที่การแยกตัวของกรดแก่สามารถสูงถึง10⁷ในขณะที่กรดอ่อน ๆ อาจต่ำถึง 10^-12. ในการสร้างตัวเลขที่จัดการได้ง่ายขึ้น นักเคมีได้สร้างค่า pKa:

pKa = -log Ka

กรดแก่ที่มีค่าคงที่การแยกตัวของ10⁷ มี pKa เท่ากับ -7 ในขณะที่กรดอ่อนที่มีค่าคงที่การแตกตัวของ 10^-12 มี pKa เท่ากับ 12 นอกเหนือจากการทำงานที่ง่ายกว่า ค่า pKa ยังมีความสัมพันธ์แบบผกผันกับความแรงของกรด กล่าวอีกนัยหนึ่ง pKa ต่ำบ่งบอกถึงกรดแก่และในทางกลับกัน

ในบางตาราง คุณอาจพบค่า pKa อยู่ในรายการ แต่คุณอาจต้องใช้ค่า Ka เพื่อรวมเข้ากับสมการของคุณ การดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่คุณดำเนินการคือ Ka = antilog (-pKa) คุณแก้ปัญหานี้โดยเพิ่มความสัมพันธ์ดั้งเดิมทั้งสองข้างให้ยกกำลัง 10 เพื่อรับ:

กะ = 10^(-pKa)

เมื่อ pKa เป็นจำนวนเต็ม เช่น -7 การดำเนินการนี้ทำได้ง่าย แต่เมื่อมีค่าเศษส่วน เช่น 7.5 คุณอาจต้องค้นหาค่าในตาราง คุณยังหาได้จากเครื่องคิดเลขวิทยาศาสตร์โดยป้อนตัวเลขแล้วกดปุ่มเลขชี้กำลัง ซึ่งจะดูเหมือนหมวก (^) หรือแทนด้วย 10^x. จำไว้ว่า pKa แสดงเป็นลอการิทึมร่วม (ฐาน 10) และไม่ใช่ลอการิทึมธรรมชาติ (ฐาน e) ดังนั้นคุณต้องการ เพื่อค้นหาตารางหรือเลือกฟังก์ชันบนเครื่องคิดเลขของคุณที่จะเพิ่มตัวเลขยกกำลัง 10 แทนที่จะเป็นยกกำลังของ อี