Sådan beregnes pKa-værdier

I Bronsted-Lowry-formuleringen af ​​syrer og baser er en syre en forbindelse, der frigiver en proton i opløsning, mens en base er en forbindelse, der accepterer en proton. Når en Bronsted-syre opløses i et opløsningsmiddel, frembringer det en konjugatbase, samtidig med at opløsningsmidlet virker som en base og frembringer en konjugeret syre. Ved at dividere koncentrationerne af konjugatsyre og base ved koncentrationerne af de oprindelige forbindelser frembringes ækvivalenskonstanten K _{eq, hvilket er et mål for, hvor stærk den oprindelige syre er. Kemister henviser til K eq som Ka-værdien af ​​reaktionen, når opløsningsmidlet er vand. Dette tal kan variere med mange størrelsesordener. For at gøre beregningerne lettere bruger kemikere normalt pKa-nummeret, som er den negative logaritme af Ka-værdien.}

Ka er styrken af ​​et syre i vand

Når en generisk syre (HA) opløses i vand, donerer den en proton, og reaktionsproduktet består af H _{3O ^{+ og A - som er den konjugerede base af reaktionen. Afhængigt af HAs relative evne 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, H _{30 ^{+ og A - ved ligevægt og opdele koncentrationerne af produkterne ved koncentrationen af ​​den oprindelige syre. Fordi koncentrationen af ​​vand er en konstant, forlader de den ud af ligningen.}}

Ka = [H _{3O ^{+] [A -] /[HA]}}

Konvertering til pKa

Ka-værdier kan være meget store eller meget små. For eksempel er Ka-værdien for saltsyre (HCl) omkring 10 ^{7, mens Ka-værdien for ascorbinsyre (C-vitamin) er 1,6 X 10 -12. Arbejde med sådanne tal er ubelejligt, for at gøre tingene lettere har kemikere defineret pKa-nummeret som:}

pKa = -log Ka

Ifølge denne definition er pKa-værdien for saltsyre -log 10 ^{7 = -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.}

Find logaritmer

En logaritme er dybest set det modsatte af en eksponent. Hvis vi har et udtryk som log _{10x = y, kan vi finde x ved at tage eksponenten til basis 10 på begge sider: 10 ^{log x = 10 y. Per definition er 10 logx = x, så udtrykket bliver x = 10 y. PKa-værdien er en negativ logaritme, hvilket betyder, at når ligningen -log x = y er omvendt, x er lig med en negativ eksponent 10 -y, hvilket er et lille tal, hvis y er stor og et stort tal, hvis y er lille.}}

I praksis kan logaritmerne være komplicerede, så de fleste forskere bruger logaritmer eller en videnskabelig regnemaskine. For at finde en base 10 logaritme på en videnskabelig regnemaskine, indtaster du logaritmenes værdi og trykker på "log _{10" -tasten.}