Innehåll
I Bronsted-Lowry-formulering av syror och baser är en syra en förening som frigör en proton i lösning, medan en bas är en förening som accepterar en proton. När en Bronsted-syra upplöses i ett lösningsmedel, producerar den en konjugatbas, samtidigt som lösningsmedlet fungerar som en bas och producerar en konjugatsyra. Genom att dividera koncentrationerna av konjugatsyra och bas med koncentrationerna av de ursprungliga föreningarna bildas ekvivalenskonstanteneq, vilket är ett mått på hur stark den ursprungliga syran är. Kemister hänvisar till Keq som Ka-värde för reaktionen när lösningsmedlet är vatten. Detta antal kan variera med många storleksordningar, så för att göra beräkningar enklare använder kemister vanligtvis pKa-talet, som är den negativa logaritmen för Ka-värdet.
Ka är styrkan hos en syra i vatten
När en generisk syra (HA) upplöses i vatten, donerar den en proton, och reaktionsprodukten består av H3O+ och A-som är den konjugerade basen för reaktionen. Beroende på HA: s relativa förmåga att donera protoner och A- för att acceptera dem kan reaktionen också fortsätta i motsatt riktning tills det så småningom uppnås en jämvikt.
Kemister bestämmer styrkan hos en syra (Ka) genom att mäta koncentrationerna av HA, H30+ och A- vid jämvikt och dividera koncentrationerna av produkterna med koncentrationen av den ursprungliga syran. Eftersom koncentrationen av vatten är en konstant, lämnar de det ur ekvationen.
Ka = /
Konvertera till pKa
Ka-värden kan vara mycket stora eller mycket små. Till exempel är Ka-värdet för saltsyra (HCl) cirka 107medan Ka-värdet för askorbinsyra (C-vitamin) är 1,6 X 10-12. Att arbeta med sådana nummer är obekvämt, så för att göra det lättare har kemister definierat pKa-numret som:
pKa = -log Ka
Enligt denna definition är pKa-värdet för saltsyra -log 107 = -7, medan pKa för askorbinsyra är -log (1,6 x 10-12) = 11,80. Som framgår, ju mindre pKa-talet är, desto starkare är syran.
Hitta logaritmer
En logaritm är i princip motsatsen till en exponent. Om vi har ett uttryck som logg10x = y, vi kan hitta x genom att ta exponenten till basen 10 på båda sidor: 10logga x = 10y. Per definition 10logx = x, så uttrycket blir x = 10y. PKa-värdet är en negativ logaritm, vilket betyder att när ekvationen -log x = y är omvänd, är x lika med en negativ exponent 10-y, vilket är ett litet antal om y är stort och ett stort antal om y är litet.
I praktiken kan hitta logaritmerna vara komplicerade, så de flesta forskare använder logaritmtabeller eller en vetenskaplig kalkylator. För att hitta en logaritm bas 10 på en vetenskaplig kalkylator anger du logaritmens värde och trycker på "loggen10"nyckel.