Объяснение pH, pKa, Ka, pKb и Kb

В химии существуют связанные шкалы, используемые для измерения кислотности или щелочности раствора, а также силы кислот и оснований. Хотя шкала pH наиболее известна, pKa, Ka, pKb и Kb являются общими расчетами, которые позволяют лучше понять кислотно-основные реакции. Вот объяснение терминов и того, чем они отличаются друг от друга.

Что означает “p”?

Каждый раз, когда вы видите «p» перед значением, например pH, pKa или pKb, это означает, что вы имеете дело с -log значения, следующего за «p». Например, pKa – это -log для Ka. Из-за того, как работает функция журнала, меньшее значение pKa означает большее значение Ka. pH – это логарифм концентрации ионов водорода и т. д.

Формулы и определения для pH и константы равновесия

pH и pOH связаны так же, как Ka, pKa, Kb и pKb. Если вы знаете pH, вы можете рассчитать pOH. Если вам известна константа равновесия, вы можете вычислить остальные.

О pH

pH – это мера концентрации ионов водорода , [H +], в водном (водном) растворе. Шкала pH находится в диапазоне от 0 до 14. Низкое значение pH указывает на кислотность, pH 7 – нейтраль, а высокое значение pH указывает на щелочность. Значение pH может сказать вам, имеете ли вы дело с кислотой или основанием, но оно предлагает ограниченное значение, указывающее на истинную силу кислоты основания. Формулы для расчета pH и pOH:

pH = – log [H +]

pOH = – log [OH-]

При 25 градусах Цельсия:

pH + pOH = 14

Понимание Ka и pKa

Ka, pKa, Kb и pKb наиболее полезны при прогнозировании будет ли вид отдавать или принимать протоны при определенном значении pH. Они описывают степень ионизации кислоты или основания и являются истинными индикаторами силы кислоты или основания, поскольку добавление воды к раствору не изменяет константу равновесия. Ka и pKa относятся к кислотам, а Kb и pKb относятся к основаниям. Как и pH и pOH, эти значения также учитывают концентрацию ионов водорода или протонов (для Ka и pKa) или концентрацию гидроксид-иона (для Kb и pKb).

Ka и Kb связаны друг с другом через ионную константу для воды Kw:

  • Kw = Ka x Kb

Ka – константа диссоциации кислоты. pKa – это просто -log этой константы. Точно так же Kb – это константа диссоциации оснований, а pKb – логарифм константы. Константы диссоциации кислоты и основания обычно выражаются в молях на литр (моль/л). Кислоты и основания диссоциируют в соответствии с общими уравнениями:

  • HA + H 2 O ⇆ A + H 3 O +
  • HB + H 2 O ⇆ B + + OH

В формулах A означает кислоту, а B – основание..

  • Ka = [H +] [A -]/[HA]
  • pKa = – log Ka
  • в половине точки эквивалентности pH = pKa = -log Ka

Большое значение Ka указывает на сильная кислота, потому что это означает, что кислота в значительной степени диссоциирует на ионы. Большое значение Ka также означает, что образование продуктов в реакции благоприятствует. Небольшое значение Ka означает, что кислота мало диссоциирует, поэтому у вас слабая кислота. Значение Ka для большинства слабых кислот колеблется от 10 -2 до 10 -14 .

pKa дает ту же информацию, только по-другому. Чем меньше значение pKa, тем сильнее кислота. Слабые кислоты имеют pKa в диапазоне от 2 до 14.

Общие сведения о Kb и pKb

Kb – это константа диссоциации оснований. Константа диссоциации основания – это мера того, насколько полностью основание диссоциирует на составляющие ионы в воде.

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

Большое значение в Kb указывает на высокий уровень разобщения сильной базы. Меньшее значение pKb указывает на более сильное основание.

pKa и pKb связаны простым соотношением:

  • pKa + pKb = 14

Что такое pI?

Еще один важный момент – pI. Это изоэлектрическая точка. Это pH, при котором белок (или другая молекула) электрически нейтрален (не имеет чистого электрического заряда).

Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий