كيفية حساب قيم pKa

المحتوى

• كا هي قوة حمض في الماء
• تحويل إلى pKa
• إيجاد اللوغاريتمات

في صياغة Bronsted-Lowry للأحماض والقواعد ، الحمض هو مركب يطلق بروتون في المحلول ، بينما القاعدة عبارة عن مركب يقبل البروتون. عندما يذوب حمض برونستيد في مذيب ، فإنه ينتج قاعدة مترابطة ، بينما في نفس الوقت يعمل المذيب كقاعدة وينتج حمض مترافق. بتقسيم تركيزات الحمض المتحد والقاعدة ، بتركيزات المركبات الأصلية ينتج ثابت التكافؤ K_مكافئ، وهو مقياس لمدى قوة الحامض الأصلي. تشير الكيميائيين إلى K_مكافئ كقيمة كا للتفاعل عندما يكون المذيب عبارة عن ماء. يمكن أن يختلف هذا الرقم حسب العديد من الطلبات من حيث الحجم ، وذلك لتسهيل العمليات الحسابية ، يستخدم الكيميائيون عادةً رقم pKa ، وهو اللوغاريتم السلبي لقيمة Ka.

كا هي قوة حمض في الماء

عندما يذوب حمض عام (HA) في الماء ، فإنه يتبرع بروتون ، ويتكون ناتج التفاعل من H₃O⁺ و أ^-، والتي هي قاعدة مترابطة من رد الفعل. اعتمادا على القدرات النسبية لل HA للتبرع البروتونات و^- لقبولها ، يمكن أن يستمر رد الفعل في الاتجاه المعاكس حتى يتحقق التوازن في النهاية.

يحدد الكيميائيون قوة الحمض (Ka) عن طريق قياس تركيزات HA، H₃0⁺ و أ^- في التوازن وتقسيم تركيزات المنتجات عن طريق تركيز الحمض الأصلي. لأن تركيز الماء ثابت ، يتركونه خارج المعادلة.

كا = /

تحويل إلى pKa

يمكن أن تكون قيم كا كبيرة جدًا أو صغيرة جدًا. على سبيل المثال ، تبلغ قيمة كا لحمض الهيدروكلوريك (حمض الهيدروكلوريك) حوالي 10⁷، في حين أن قيمة كا لحمض الأسكوربيك (فيتامين C) هي 1.6 X 10^-12. العمل مع هذه الأرقام غير مريح ، وذلك لتسهيل الأمور ، حدد الكيميائيون رقم pKa على النحو التالي:

pKa = -log Ka

وفقًا لهذا التعريف ، فإن قيمة pKa لحمض الهيدروكلوريك هي -log 10⁷ = -7 ، بينما pKa لحمض الأسكوربيك غير السجل (1.6 × 10^-12) = 11.80. كما هو واضح ، أصغر عدد pKa ، أقوى الحمض.

إيجاد اللوغاريتمات

اللوغاريتم هو عكس الأس. إذا كان لدينا تعبير مثل السجل₁₀x = y ، يمكننا إيجاد x بأخذ الأس إلى القاعدة 10 من كلا الجانبين: 10^{سجل س} = 10^ذ. بحكم التعريف ، 10^logx = x ، وبالتالي يصبح التعبير x = 10^ذ. قيمة pKa هي لوغاريتم سلبي ، مما يعني أنه عندما يتم عكس المعادلة -log x = y ، x تساوي الأس السالب 10^-y، وهو رقم صغير إذا كانت y كبيرة وعدد كبير إذا كانت y صغيرة.

في الممارسة العملية ، يمكن أن يكون العثور على اللوغاريتمات معقدًا ، لذلك يستخدم معظم العلماء جداول اللوغاريتم أو آلة حاسبة علمية. للعثور على لوغاريتم أساسي 10 على آلة حاسبة علمية ، يمكنك إدخال قيمة اللوغاريتم والنقر على "log"₁₀"المفتاح.