Indhold
Når man citerer styrken af en syre, bruger kemikere ofte dissociationskonstanten, Ka, men dette antal kan variere med flere størrelsesordener fra en syre til en anden. For at oprette et mere håndterbart tal definerer kemikere pKa-værdien som den negative logaritme af Ka-værdien: pKa = -log Ka. Hvis du allerede kender pKa-værdien for en syre, og du har brug for Ka-værdien, finder du den ved at tage antilog. I praksis betyder dette at hæve begge sider af ligestillingen til eksponenter for 10.
Definition af Ka
I Bronsted-Lowry-formuleringen af syrer i opløsning donerer syren en proton, og opløsningen accepterer en. Opløsningen bliver en, der indeholder en konjugatbase - som er produktet af syren, der har mistet et proton - og en konjugatsyre. Teoretisk set kan denne reaktion ske i begge retninger. Når opløsningsmidlet er vand, skrives dette som:
HA + H2O <==> H3O+ + A-
Det er muligt at bestemme denne styrke af den originale syre ved at dele koncentrationerne af konjugatsyren og basen med koncentrationerne af den originale syre og base. Når opløsningsmidlet er vand, udelades det ud af ligningen. Denne operation giver dig dissociationskonstanten Ka:
Ka = /
Når Ka er stor, betyder det, at de konjugerede ioner ikke er stærke nok til at bevæge reaktionen i den modsatte retning, hvilket indikerer en stærk syre.
pKa gør tingene lettere
Dissociationskonstanten for en stærk syre kan være så høj som 107, mens det for en svag syre kan være så lavt som 10-12. For at oprette et mere håndterbart tal oprettede kemikere pKa-værdien:
pKa = -log Ka
En stærk syre med en dissociationskonstant på 107 har en pKa på -7, mens en svag syre med en dissociationskonstant på 10-12 har en pKa på 12. Ud over at være lettere at arbejde med har pKa-værdier et omvendt forhold til syrestyrke. Med andre ord indikerer en lav pKa en stærk syre og vice versa.
Konvertering fra pKa til Ka
I nogle tabeller finder du muligvis den angivne pKa-værdi, men du har muligvis brug for Ka-værdien for at tilslutte dine ligninger. Den matematiske operation, du udfører, er Ka = antilog (-pKa). Du løser dette ved at hæve begge sider af det oprindelige forhold til magter på 10 for at få:
Ka = 10(-PKa)
Når pKa er et helt tal, f.eks. -7, er denne operation let at udføre, men når den indeholder en brøk, f.eks. 7,5, er du muligvis nødt til at slå værdien op i en tabel. Du kan også finde det på en videnskabelig lommeregner ved at indtaste nummeret og trykke på eksponenttasten, der enten ligner en hat (^) eller er betegnet med 10x. Husk, at pKa udtrykkes som en fælles logaritme (base 10) og ikke som en naturlig logaritme (base e), så du vil finde en tabel eller vælge en funktion på din regnemaskine, der hæver antallet til en magt på 10 i stedet for en magt af e.