Objašnjeno pH, pKa, Ka, pKb i Kb

Postoje povezane ljestvice u kemiji koje se koriste za mjerenje koliko je kisela ili bazična otopina jakost kiselina i baza. iako pH skala je najpoznatija, pKa, Ka, pKb, i Kb su uobičajeni izračuni koji nude uvid u kiselo-bazne reakcije. Evo objašnjenja izraza i kako se oni međusobno razlikuju.

Kad god vidite "p" ispred neke vrijednosti, kao pH, pKa, i pKb, to znači da imate posla s -log vrijednosti koja slijedi nakon "p". Na primjer, pKa je -log Ka. Zbog načina na koji funkcionira funkcija dnevnika, manji pKa znači veći Ka. pH je -log koncentracije vodikovih iona i tako dalje.

pH i pOH su povezani, baš kao što su Ka, pKa, Kb i pKb. Ako znate pH, možete izračunati pOH. Ako znate ravnotežnu ravnotežu, možete izračunati ostale.

pH je mjera koncentracije vodikovih iona, [H +], u vodenoj (vodenoj) otopini. PH-skala kreće se od 0 do 14. Niska pH vrijednost označava kiselost, pH 7 je neutralan, a visoka pH vrijednost alkalnost. PH vrijednost može vam reći da li imate posla s kiselinom ili bazom, ali nudi ograničenu vrijednost koja ukazuje na pravu snagu kiseline baze. Formule za izračunavanje pH i pOH su:

pH = - log [H +]

pOH = - zapisnik [OH-]

Na 25 Celzijevih stupnjeva:

pH + pOH = 14

Ka, pKa, Kb i pKb su od najveće pomoći prilikom predviđanja hoće li neka vrsta donirati ili prihvaćati protone u točno određenoj pH vrijednosti. Oni opisuju stupanj ionizacije kiseline ili baze i istinski su pokazatelji kiseline ili bazne čvrstoće, jer dodavanje vode otopini neće promijeniti konstantu ravnoteže. Ka i pKa odnose se na kiseline, dok se Kb i pKb bazu. Kao pH i pOH, te vrijednosti također uključuju koncentraciju iona vodika ili protona (za Ka i pKa) ili koncentracije hidroksidnih iona (za Kb i pKb).

Ka i Kb su međusobno povezani kroz konstantu iona za vodu, Kw:

• Kw = Ka x Kb

Ka je konstanta disocijacije kiseline. pKa je jednostavno -log ove konstante. Slično tome, Kb je osnovna konstanta disocijacije, dok je pKb -log konstante. Konstante disocijacije kiseline i baze obično se izražavaju u molovima po litri (mol / L). Kiseline i baze disociraju prema općim jednadžbama:

• HA + H₂O ⇆ A^- + H₃O⁺
• HB + H₂O ⇆ B⁺ + OH^-

U formulama A označuje kiselinu i B za bazu.

• Ka = [H +] [A -] / [HA]
• pKa = - log Ka
• na pola točke ekvivalencije, pH = pKa = -log Ka

Velika Ka vrijednost ukazuje na jaku kiselinu jer znači da se kiselina uglavnom disocira u njene ione. Velika Ka vrijednost također znači stvaranje pogodnih produkata u reakciji. Mala vrijednost Ka znači malo diskocijacije kiseline, tako da imate slabu kiselinu. Vrijednost Ka za većinu slabih kiselina kreće se od 10^-2 do 10^-14.

PKa daje iste podatke, samo na drugačiji način. Što je manja vrijednost pKa, to je jača kiselina. Slabe kiseline imaju pKa u rasponu od 2-14.

Kb je konstanta disocijacije baze. Koncentracija disocijacije baze mjerenje je koliko se baza disocira na ione svojih komponenata u vodi.

• Kb = [B +] [OH -] / [BOH]
• pKb = -log Kb

Velika Kb vrijednost ukazuje na visoku razinu disocijacije snažne baze. Niža pKb vrijednost ukazuje na jaču bazu.

pKa i pKb povezani su jednostavnim odnosom:

• pKa + pKb = 14

Druga važna točka je IP. Ovo je izoelektrična točka. To je pH pri kojem je protein (ili neka druga molekula) električno neutralan (nema neto električni naboj).