Termenul „pKa” este mai frecvent utilizat în calculele chimice în comparație cu „Ka”. În ciuda acestui fapt, există o mulțime de confuzii între cele două concepte. Această postare ScienceStruck vă spune cum să convertiți pKa în Ka, cu ajutorul unei ecuații care leagă cele două valori.
Știați că?
În ciuda noțiunii generale că doar acizii puternici pot arde pielea, bazele puternice au, de asemenea, același efect. Mai mult, acizii și bazele se neutralizează întotdeauna unul pe celălalt.
Ai vrea să scrii pentru noi? Ei bine, căutăm scriitori buni care vor să răspândească vestea. Luați legătura cu noi și vom discuta…
Să lucrăm împreună!
Natura chimică a oricărei substanțe depinde de particulele încărcate pe care le produce, numite „ioni”. După acest principiu, un acid este o substanță care își donează cu ușurință ionii de hidrogen (numiți protoni) atunci când se dizolvă în apă. Pe de altă parte, o bază este o substanță care acceptă cu ușurință acești protoni liberi. În funcție de cât de dornice sunt aceste substanțe să doneze sau să accepte astfel de protoni, ele sunt clasificate ca fiind „puternice” sau „slabe”. Acesta este modul în care teoria Brønsted-Lowry descrie conceptul de acid și bază.
În timp ce pH-ul este o valoare populară folosită pentru a indica numărul de protoni care sunt produși de o substanță, există și alte cantități, precum Ka, Kb, pKa și pKb, folosite pentru a explica puterea acestor substanțe. Acestea sunt utilizate în mod obișnuit de către chimiști pentru a decide puterea reactanților chimici în laboratoare și de către farmaciști pentru a înțelege dozajul medicamentelor. Cu toate acestea, aceste valori pot fi utilizate numai pentru acizii și bazele Brønsted, adică acele substanțe care dau sau acceptă protoni. Acest lucru se datorează faptului că alte teorii, cum ar fi teoria Lewis, definesc acizii și bazele în termeni de transferuri de electroni, astfel încât valori precum Ka și pKa, care se referă la protoni, își pierd relevanța. Următoarele secțiuni descriu conversia valorii pKa a unui acid în valoarea Ka a acestuia.
Ce este Kₐ?
Ka este cunoscută ca „constanta de disociere a acidului”. Atunci când un acid este dizolvat în apă, moleculele sale se scindă în diferiți ioni (atomi cu sarcini pozitive sau negative).
La un moment dat, soluția apoasă a unui acid conține unele molecule intacte și unii ioni. Faptul că acidul este unul puternic sau slab depinde de proporția acestor molecule și ioni. Dacă numărul de ioni îl depășește pe cel al moleculelor de acid, atunci acidul este puternic, deoarece se descompune ușor în ioni (se disociază) . Pe de altă parte, dacă numărul de molecule îl depășește pe cel al ionilor, atunci acidul este slab, deoarece nu formează ușor ioni. Prin urmare, constanta de disociere a acidului (Ka) ne spune dacă un acid este puternic sau slab. Fie „HA” o moleculă a unui acid într-o soluție apoasă. atunci acesta se disociază în ioni, așa cum este prezentat mai jos.
HA (acid) ⇋ H+ (proton) + A- (bază conjugată)
Valoarea lui Ka pentru acest acid este dată de următoarea ecuație.
Ka= ÷
Dacă valoarea lui Ka este mare, atunci acidul este puternic, deoarece numitorul (concentrația de ioni) din ecuație este mare. Dacă valoarea lui Ka este mică, înseamnă că numitorul (concentrația de molecule) este mai mare decât numărătorul, iar acidul este slab.
Ce este pKₐ?
Vrei să scrii pentru noi? Ei bine, căutăm scriitori buni care vor să răspândească vestea. Ia legătura cu noi și vom discuta…
Să lucrăm împreună!
Termenul pKa nu este altceva decât logaritmul negativ al constantei de disociere a acidului (Ka), dus la baza 10.
De fapt, termenul „p” înaintea oricărei valori în chimie înseamnă că s-a luat logaritmul negativ al acelei valori. Acest lucru se face deoarece valoarea lui Ka este adesea prea mare sau prea mică, astfel încât pKa este o alternativă mai bună pentru calculele chimice. Cu toate acestea, se observă frecvent că termenul „constantă de disociere a acizilor” este utilizat în mod incorect pentru a se referi atât la valorile Ka, cât și la pKa, când este potrivit doar pentru prima dintre ele.
Următoarea ecuație descrie relația dintre pKa și Ka.
pKa = -log10(Ka)
Din ecuația de mai sus reiese clar că, cu cât valoarea Ka este mai mare, cu atât pKa va fi mai mică. Astfel, acizii puternici au un Ka ridicat și un pKa scăzut, în timp ce acizii slabi au valori Ka scăzute și un pKa ridicat.
pKₐ to Kₐ Conversia Kₐ
Din moment ce pKa este logaritmul negativ al lui Ka, valoarea lui Ka poate fi calculată prin simpla inversare a ecuației de mai sus. Astfel, Ka este antilogaritmul negativ al lui pKa.
Ka = antilog (-pKa)
Logaritmul unui număr x este exponentul pe care trebuie să-l crească numărul 10, pentru a obține x. De exemplu, în cazul numărului 1000, 10 trebuie să aibă exponentul 3 pentru a obține 1000, adică 103 = 1000. Așadar, logaritmul lui 1000 este 3. Pe de altă parte, dacă ni se dă doar valoarea logaritmică, adică 3, atunci, pentru a afla valoarea numărului din care s-a obținut acest logaritm, trebuie să luăm antilogaritmul acestei valori logaritmice.
Antilog (logaritm) = Antilog 3 = 1000 = 103 = 10logaritm
i.e., antilogaritmul exponentului (logaritm) dă valoarea lui 10 ridicată la acel exponent, adică valoarea lui 10 ridicată la logaritmul însuși. Prin urmare,
Antilog (-pKa) = 10(-pKa)
Atunci, o altă formulă pentru a converti pKa în Ka este de a găsi valoarea lui 10 ridicată la valoarea negativă a pKa.
Ka = 10(-pKa)
Exemplu
Să presupunem că ne este dată valoarea pKa a acidului clorhidric, pKa = -7. Să găsim valoarea Ka a acestuia din expresiile de mai sus.
Ka = antilog (7) = 107 (Deoarece -(-7) = 7)
Valorile scăzute ale pKa și cele mari ale Ka indică faptul că acidul clorhidric este un acid puternic, care se descompune ușor în ionii săi (H+ și Cl-).
Este clar cum se poate calcula valoarea Ka într-o singură etapă, dacă este disponibilă valoarea pKa. Acizii cu o valoare Ka mai mică de 1 sunt considerați slabi, în timp ce cei cu valori mai mari de 1 sunt puternici.
.