pH vs pKa
Zwykle identyfikujemy kwas jako donor protonów. Kwasy mają kwaśny smak. Sok z limonki, ocet to dwa kwasy, z którymi spotykamy się w naszych domach. Reagują one z zasadami wytwarzania wody i reagują z metalami postać H 2; w ten sposób zwiększyć szybkość korozji metalu. Zdolność do oddawania protonu jest charakterystyczna dla kwasu, a wartości pH, PKa są obliczane na podstawie tej cechy.
pH
pH to skala, której można użyć do pomiaru kwasowości lub zasadowości w roztworze. Skala ma cyfry od 1 do 14. pH 7 jest uważane za wartość neutralną. Mówi się, że czysta woda ma pH 7. Na skali pH reprezentowane są kwasy od 1 do 6. Kwasy można podzielić na dwie, na podstawie ich zdolności do dysocjacji i wytwarzania protonów. Silne kwasy, takie jak HCl, HNO 3, są całkowicie zjonizowane w roztworze, dając protony. Słabe kwasy, takie jak CH 3 COOH, częściowo dysocjują i dają mniejsze ilości protonów. Mówi się, że kwas o pH 1 jest bardzo silny, a wraz ze wzrostem wartości pH kwasowość spada. Dlatego wartości pH powyżej 7 wskazują na zasadowość. Wraz ze wzrostem zasadowości wartość pH również wzrośnie, a mocne zasady będą miały wartość pH 14.
Skala pH jest logarytmiczna. Można to zapisać jak poniżej w odniesieniu do stężenia H + w roztworze.
pH = -log [H +]
W podstawowym rozwiązaniu nie ma H + s. Dlatego w takiej sytuacji pOH można wyznaczyć z wartości –log [OH -].
Ponieważ pH + pOH = 14; Można również obliczyć wartość pH roztworu zasadowego. W laboratoriach znajdują się pH-metry i papierki pH, które można wykorzystać do bezpośredniego pomiaru wartości pH. Papiery pH podają przybliżone wartości pH, podczas gdy mierniki pH podają dokładniejsze wartości.
pKa
Kwasowość to stan kwasu. Jest to związane ze stopniem bycia kwasem. Kwasy można podzielić na dwie, na podstawie ich zdolności do dysocjacji i wytwarzania protonów. Silne kwasy, takie jak HCl, HNO 3, są całkowicie zjonizowane w roztworze, dając protony. Słabe kwasy, takie jak CH 3 COOH, częściowo dysocjują i dają mniejsze ilości protonów. K a jest stałą dysocjacji kwasu. Wskazuje na zdolność słabego kwasu do utraty protonu. W środowisku wodnym słaby kwas jest w równowadze ze swoją sprzężoną zasadą, jak pokazano w poniższym przykładzie.
CH 3 COOH (aq) + H 2 O (l) CH 3 COO - (aq) + H 3 O + (aq)
Równowagę dla powyższego można zapisać jako:
E = [CH3COO-] [H3O +] / [CH3COOH] [H2O]
To równanie można przepisać, jak poniżej, zmieniając stałą dysocjacji na kwasową.
Ka = [CH3COO–] [H3O +] / [CH3COOH]
Odwrotnością wartości logarytmu Ka jest wartość pKa. To inny sposób wyrażenia kwasowości.
pKa = -log K a
Dla mocniejszego kwasu wartość Ka jest większa, a wartość pKa mniejsza. W przypadku słabego kwasu jest odwrotnie.
Jaka jest różnica między pH a pKa?
• pH jest odwrotnością logarytmu stężenia H +. pKa jest logarytmem wartości Ka.
• pH daje wyobrażenie o ilości jonów H + obecnych w pożywce. Wartość pKa daje wyobrażenie o tym, po której stronie równowaga jest preferowana (stopień dysocjacji kwasu).
• Zarówno pH, jak i pKa są powiązane równaniem Hendersona-Hasselbalcha: pH = pKa + log ([A -] / [HA])
