Indhold
I Bronsted-Lowry-formuleringen af syrer og baser er en syre en forbindelse, der frigiver et proton i opløsning, mens en base er en forbindelse, der accepterer en proton. Når en Bronsted-syre opløses i et opløsningsmiddel, producerer den en konjugatbase, mens opløsningsmidlet samtidig fungerer som en base og producerer en konjugatsyre. Ved at dividere koncentrationerne af konjugatsyre og base med koncentrationerne af de originale forbindelser produceres ækvivalenskonstanten Keq, som er et mål på hvor stærk den originale syre er. Kemikere henviser til Keq som Ka-værdien af reaktionen, når opløsningsmidlet er vand. Dette nummer kan variere med mange størrelsesordener, så kemikere bruger beregning af pKa-nummeret, som er den negative logaritme for Ka-værdien for at gøre beregninger lettere.
Ka er styrken af en syre i vand
Når en generisk syre (HA) opløses i vand, donerer den en proton, og reaktionsproduktet består af H3O+ og A-, der er den konjugerede base af reaktionen. Afhængig af HAs relative evner til at donere protoner og A- for at acceptere dem, kan reaktionen også fortsætte i den modsatte retning, indtil der til sidst opnås en ligevægt.
Kemikere bestemmer styrken af en syre (Ka) ved at måle koncentrationerne af HA, H30+ og A- ved ligevægt og dividere koncentrationerne af produkterne med koncentrationen af den originale syre. Fordi koncentrationen af vand er en konstant, forlader de det uden for ligningen.
Ka = /
Konvertering til pKa
Ka-værdier kan være meget store eller meget små. F.eks. Er Ka-værdien for saltsyre (HCI) ca. 107mens Ka-værdien for askorbinsyre (C-vitamin) er 1,6 x 10-12. At arbejde med sådanne numre er ubelejligt, så for at gøre det lettere har kemikere defineret pKa-nummeret som:
pKa = -log Ka
Ifølge denne definition er pKa-værdien for saltsyre -log 107 = -7, mens pKa for ascorbinsyre er -log (1,6 x 10-12) = 11,80. Som det er tydeligt, jo mindre er pKa-tallet, jo stærkere er syren.
Finde logaritmer
En logaritme er dybest set det modsatte af en eksponent. Hvis vi har et udtryk som log10x = y, vi kan finde x ved at tage eksponenten til basen 10 på begge sider: 10log x = 10y. Per definition 10logx = x, så udtrykket bliver x = 10y. PKa-værdien er en negativ logaritme, hvilket betyder, at når ligningen -log x = y er vendt, er x lig med en negativ eksponent 10-y, som er et lille antal, hvis y er stort, og et stort antal, hvis y er lille.
I praksis kan det at finde logaritmerne være kompliceret, så de fleste forskere bruger logaritmetabeller eller en videnskabelig lommeregner. For at finde en basis 10-logaritme på en videnskabelig lommeregner indtaster du logaritmens værdi og trykker på "log10"-tasten.