Kemiassa on vastaavia asteikkoja, joita käytetään mittaamaan happamuuden tai emäksen liuos ja happojen ja emästen lujuus. vaikkakin pH-asteikko on tunnetuin, pKa, Ka, pKb, ja Kb ovat yleisiä laskelmia, jotka tarjoavat käsityksen happo-emäsreaktiot. Tässä on selitys termeille ja kuinka ne eroavat toisistaan.
Mitä "p" tarkoittaa?
Aina kun näet arvon edessä "p", kuten pH, pKa, ja pKb, se tarkoittaa, että käsittelet arvoa -log, joka seuraa "p": tä. Esimerkiksi pKa on Ka -logi. Lokitoiminnon toimintatavasta johtuen pienempi pKa tarkoittaa suurempaa Ka: ta. pH on vetyionipitoisuuden logi ja niin edelleen.
Kaavat ja määritelmät pH: lle ja tasapainotilalle
pH ja pOH ovat suhteessa toisiinsa, samoin kuin Ka, pKa, Kb ja pKb. Jos tiedät pH: n, voit laskea pOH: n. Jos tiedät tasapainotilan, voit laskea muut.
Tietoja pH: sta
pH on vetyionipitoisuuden [H +] mitta vesipitoisessa (vesiliuoksessa). PH-asteikko on välillä 0 - 14. Matala pH-arvo osoittaa happamuuden, pH 7 on neutraali ja korkea pH-arvo osoittaa emäksisyyttä. PH-arvo voi kertoa, onko kyse haposta vai emäksestä, mutta se tarjoaa rajoitetun arvon, joka ilmaisee emäksen hapon todellisen vahvuuden. Kaavat pH: n ja pOH: n laskemiseksi ovat:
pH = - log [H +]
pOH = - log [OH-]
25 celsiusasteessa:
pH + pOH = 14
Ka: n ja pKa: n ymmärtäminen
Ka, pKa, Kb ja pKb ovat eniten hyödyllisiä ennustettaessa, lahjoittaako tai hyväksyykö laji protoneja tietyssä pH-arvossa. Ne kuvaavat hapon tai emäksen ionisoitumisastetta ja ovat todellisia hapon tai emäksen lujuuden indikaattoreita, koska veden lisääminen liuokseen ei muuta tasapainotilaa. Ka ja pKa liittyvät happoihin, kun taas Kb ja pKb käsittelevät emäksiä. Kuten pH ja pOHnämä arvot vastaavat myös vetyioni- tai protonipitoisuutta (Ka: lle ja pKa: lle) tai hydroksidi-konsentraatiota (Kb: lle ja pKb: lle).
Ka ja Kb liittyvät toisiinsa veden ioninvakion kautta, Kw:
- Kw = Ka x Kb
Ka on hapon dissosiaatiovakio. pKa on yksinkertaisesti -vakio tästä vakiosta. Samoin Kb on emäs dissosiaatiovakio, kun taas pKb on vakion -log. Happo- ja emäs-dissosiaatiovakiot ilmaistaan yleensä moolina litrassa (mol / L). Hapot ja emäkset dissosioituvat yleisten yhtälöiden mukaan:
- HA + H2O ⇆ A- + H3O+
- HB + H2O ⇆ B+ + OH-
Kaavoissa A tarkoittaa happoa ja B emästä.
- Ka = [H +] [A -] / [HA]
- pKa = - log Ka
- puolella vastaavuuspistettä, pH = pKa = -log Ka
Suuri Ka-arvo osoittaa vahvaa happoa, koska se tarkoittaa, että happo dissosioituu suurelta osin ioneihinsa. Suuri Ka-arvo tarkoittaa myös tuotteiden muodostumista reaktiossa. Pieni Ka-arvo tarkoittaa, että vähän happoa dissosioituu, joten sinulla on heikko happo. Useimpien heikkojen happojen Ka-arvo on välillä 10-2 10: een-14.
PKa antaa saman tiedon, vain eri tavalla. Mitä pienempi pKa-arvo, sitä vahvempi happo. Heikkojen happojen pKa on välillä 2 - 14.
Kb: n ja pKb: n ymmärtäminen
Kb on emäksen dissosiaatiovakio. Emäksen dissosiaatiovakio on mitta siitä, kuinka emäs dissosioituu täysin komponenttiioneihinsa vedessä.
- Kb = [B +] [OH -] / [BOH]
- pKb = -logi Kb
Suuri Kb-arvo osoittaa vahvan emäksen korkean dissosioitumisen tason. Matalampi pKb-arvo osoittaa vahvempaa emästä.
pKa ja pKb liittyvät toisiinsa yksinkertaisella suhteella:
- pKa + pKb = 14
Mikä on pI?
Toinen tärkeä kohta on pI. Tämä on isoelektrinen piste. Se on pH, jolla proteiini (tai toinen molekyyli) on sähköisesti neutraali (sillä ei ole nettovarausta).