Як перетворити pKa в Ka

Посилаючись на силу кислоти, хіміки часто використовують константу дисоціації Ka, але ця кількість може змінюватися на кілька порядків від однієї кислоти до іншої. Для створення більш керованого числа хіміки визначають значення pKa як від’ємний логарифм значення Ka: pKa = -лог Ка. Якщо ви вже знаєте значення рКа для кислоти і вам потрібне значення Ка, ви знайдете його, взявши значення антилог. На практиці це означає підняття обох сторін рівності до показників 10.

У рецептурі Бронстеда-Лоурі кислот у розчині кислота віддає протон, і розчин приймає його. Розчин стає розчином, що містить кон'юговану основу, яка є продуктом кислоти, що втратила протон, і кон'юговану кислоту. Теоретично ця реакція може відбуватися в обох напрямках. Коли розчинником є ​​вода, це записується так:

HA + H₂O <==> H₃О⁺ + А^-

Визначити цю силу вихідної кислоти можна, розділивши концентрації кон'югованої кислоти та основи на концентрації вихідної кислоти та основи. Коли розчинником є ​​вода, його не виключають із рівняння. Ця операція дає константу дисоціації Ka:

Ka = [H₃О⁺] [A^-] / [HA]

Коли Ka великий, це означає, що сполучені іони недостатньо сильні, щоб рухати реакцію в зворотному напрямку, що вказує на сильну кислоту.

Константа дисоціації для сильної кислоти може досягати 10⁷, тоді як для слабкої кислоти вона може бути до 10^-12. Щоб створити більш керовану кількість, хіміки створили значення pKa:

pKa = -log Ka

Сильна кислота з константою дисоціації 10⁷ має рКа -7, тоді як слабка кислота з константою дисоціації 10^-12 має pKa 12. Окрім того, що значення pKa є простішими в роботі, вони мають і зворотне відношення до сили кислоти. Іншими словами, низький pKa вказує на сильну кислоту і навпаки.

У деяких таблицях ви можете знайти значення pKa у списку, але вам може знадобитися значення Ka, щоб включитись у ваші рівняння. Математична операція, яку ви виконуєте, - Ka = antilog (-pKa). Ви вирішуєте це, піднімаючи обидві сторони вихідного відношення до степенів 10, щоб отримати:

Ка = 10^(-pKa)

Коли pKa - це ціле число, наприклад -7, цю операцію легко виконати, але коли вона містить дріб, наприклад 7,5, можливо, доведеться шукати значення в таблиці. Ви також можете знайти його на науковому калькуляторі, ввівши число та натиснувши клавішу експоненти, яка або виглядає як капелюх (^), або позначається 10^х. Пам’ятайте, що pKa виражається як загальний логарифм (основа 10), а не як натуральний логарифм (основа e), тому вам потрібно щоб знайти таблицю або вибрати на калькуляторі функцію, яка підвищує число до степеня 10, а не до степеня e.