Πώς να μετατρέψετε το pKa σε Ka
Όταν αναφέρουν την ισχύ ενός οξέος, οι χημικοί χρησιμοποιούν συχνά τη σταθερά διάστασης, Ka, αλλά αυτός ο αριθμός μπορεί να ποικίλλει κατά πολλές τάξεις μεγέθους από το ένα οξύ στο άλλο. Για να δημιουργήσουν έναν πιο διαχειρίσιμο αριθμό, οι χημικοί ορίζουν την τιμή pKa ως τον αρνητικό λογάριθμο της τιμής Ka:pKa =-log Ka. Εάν γνωρίζετε ήδη την τιμή pKa για ένα οξύ και χρειάζεστε την τιμή Ka, τη βρίσκετε παίρνοντας το antilog. Στην πράξη, αυτό σημαίνει αύξηση και των δύο πλευρών της ισότητας σε εκθέτες του 10.
Ορισμός του Ka
Στη σύνθεση οξέων σε διάλυμα Bronsted-Lowry, το οξύ δίνει ένα πρωτόνιο και το διάλυμα δέχεται ένα. Το διάλυμα γίνεται ένα που περιέχει μια συζυγή βάση - η οποία είναι το προϊόν του οξέος που έχει χάσει ένα πρωτόνιο - και ένα συζευγμένο οξύ. Θεωρητικά, αυτή η αντίδραση μπορεί να συμβεί και προς τις δύο κατευθύνσεις. Όταν ο διαλύτης είναι νερό, αυτό γράφεται ως:
HA + H2 O <==> H3 O + A
Είναι δυνατό να προσδιοριστεί αυτή η ισχύς του αρχικού οξέος διαιρώντας τις συγκεντρώσεις του συζευγμένου οξέος και της βάσης με τις συγκεντρώσεις του αρχικού οξέος και της βάσης. Όταν ο διαλύτης είναι νερό, μένει εκτός της εξίσωσης. Αυτή η λειτουργία σας δίνει τη σταθερά διάστασης Ka:
Ka=[H3 O][A]/[HA]
Όταν το Ka είναι μεγάλο, σημαίνει ότι τα συζευγμένα ιόντα δεν είναι αρκετά ισχυρά για να μετακινήσουν την αντίδραση προς την αντίθετη κατεύθυνση, γεγονός που υποδηλώνει ισχυρό οξύ.
pKa κάνει τα πράγματα πιο εύκολα
Η σταθερά διάστασης για ένα ισχυρό οξύ μπορεί να είναι έως και 10, ενώ για ένα ασθενές οξύ μπορεί να είναι έως και 10. Για να δημιουργήσουν έναν πιο διαχειρίσιμο αριθμό, οι χημικοί δημιούργησαν την τιμή pKa:
pKa =-log Ka
Ένα ισχυρό οξύ με σταθερά διάστασης 10 έχει pKa -7, ενώ ένα ασθενές οξύ με σταθερά διάστασης 10 έχει pKa 12. Εκτός από το ότι είναι πιο εύκολο να εργαστεί κανείς, οι τιμές pKa έχουν αντίστροφη σχέση με την ισχύ του οξέος. Με άλλα λόγια, ένα χαμηλό pKa υποδηλώνει ισχυρό οξύ και αντίστροφα.
Μετατροπή από pKa σε Ka
Σε ορισμένους πίνακες, μπορεί να βρείτε την τιμή pKa στη λίστα, αλλά μπορεί να χρειαστείτε την τιμή Ka για να συνδέσετε τις εξισώσεις σας. Η μαθηματική πράξη που εκτελείτε είναι Ka =antilog (-pKa). Μπορείτε να το λύσετε ανεβάζοντας και τις δύο πλευρές της αρχικής σχέσης σε δυνάμεις του 10 για να πάρετε:
Ka =10
Όταν το pKa είναι ένας ακέραιος αριθμός, όπως -7, αυτή η λειτουργία είναι εύκολο να εκτελεστεί, αλλά όταν περιέχει ένα κλάσμα, όπως το 7,5, ίσως χρειαστεί να αναζητήσετε την τιμή σε έναν πίνακα. Μπορείτε επίσης να το βρείτε σε μια επιστημονική αριθμομηχανή εισάγοντας τον αριθμό και πατώντας το πλήκτρο εκθέτη, το οποίο είτε μοιάζει με καπέλο (^) είτε συμβολίζεται με 10. Να θυμάστε ότι το pKa εκφράζεται ως κοινός λογάριθμος (βάση 10) και όχι ως ένας φυσικός λογάριθμος (βάση e), επομένως θέλετε να βρείτε έναν πίνακα ή να επιλέξετε μια συνάρτηση στην αριθμομηχανή σας που αυξάνει τον αριθμό σε δύναμη 10 αντί σε δύναμη e.
