Różnica między pH a pKa

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 13:47

pH vs pKa

Zwykle identyfikujemy kwas jako donor protonów. Kwasy mają kwaśny smak. Sok z limonki, ocet to dwa kwasy, które spotykamy w naszych domach. Reagują z zasadami wytwarzając wodę i reagują z metalami, tworząc H_{2; w ten sposób zwiększ szybkość korozji metalu. Zdolność do oddawania protonu jest charakterystyczna dla kwasu, a wartości pH i PKa są obliczane na podstawie tej cechy.}

pH

pH to skala, której można użyć do pomiaru kwasowości lub zasadowości roztworu. Skala ma liczby od 1 do 14. pH 7 jest uważane za wartość neutralną. Mówi się, że czysta woda ma pH 7. W skali pH reprezentowane są od 1-6 kwasów. Kwasy można podzielić na dwie kategorie, w oparciu o ich zdolność do dysocjacji i wytwarzania protonów. Silne kwasy, takie jak HCl, HNO₃ są całkowicie zjonizowane w roztworze, dając protony. Słabe kwasy, takie jak CH_{3COOH częściowo dysocjują i dają mniej 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 wzrośnie również wartość pH, a mocne zasady będą miały wartość pH 14.}

Skala pH jest logarytmiczna. Można go zapisać jak poniżej w odniesieniu do stężenia H^{+ w roztworze.}

pH=-log [H^+]

W podstawowym rozwiązaniu nie ma żadnych 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 mierniki pH i papierki pH, które można wykorzystać do bezpośredniego pomiaru wartości pH. Papierki pH podają przybliżone wartości pH, podczas gdy mierniki pH podają dokładniejsze wartości.

pKa

Kwasowość to stan bycia kwasem. Wiąże się to ze stopniem bycia kwasem. Kwasy można podzielić na dwie kategorie, w oparciu o ich zdolność do dysocjacji i wytwarzania protonów. Silne kwasy, takie jak HCl, HNO₃ są całkowicie zjonizowane w roztworze, dając protony. Słabe kwasy, takie jak CH₃COOH częściowo dysocjują i dają mniej protonów. K_{a jest stałą dysocjacji kwasu. Wskazuje zdolność słabego kwasu do utraty protonu. W środowisku wodnym słaby kwas jest w równowadze ze swoją sprzężoną zasadą, jak pokazano w poniższym przykładzie.}

CH₃COOH_(aq) + H₂O _(l) CH₃COO^–_(aq) + H 3_O+(aq)

Równowaga dla powyższego może być zapisana jako, E=[CH3COO-] [H3O+] / [CH3COOH] [H2O]

To równanie można przepisać jak poniżej, zmieniając stałą na stałą dysocjacji kwasu.

Ka=[CH3COO–] [H3O+] / [CH3COOH]

Odwrotność wartości logarytmu Ka to wartość pKa. To kolejny sposób na wyrażenie kwasowości.

pKa=-log K_a

Dla silniejszego kwasu wartość Ka jest większa, a wartość pKa jest mniejsza. A 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 medium. Wartość pKa daje wyobrażenie o tym, po której stronie równowaga jest uprzywilejowana (stopień dysocjacji kwasu).}

• Zarówno pH, jak i pKa są powiązane równaniem Hendersona-Hasselbalcha: pH=pKa + log ([A^–]/[HA])