PH, pKa, Ka, pKb ו- Kb הסבירו

ישנם כימיקלים קשורים בכימיה המשמשים למדידת עד כמה פתרון חומצי או בסיסי הוא חוזק חומצות ובסיסים. למרות ש סולם pH הכי מוכר, pKa, קא, pKbו- Kb הם חישובים נפוצים המציעים תובנות לגבי תגובות על בסיס חומצה. להלן הסבר על התנאים וכיצד הם שונים זה מזה.

בכל פעם שאתה רואה "p" מול ערך, כמו pH, pKa, ו- pKb, המשמעות היא שאתה מתמודד עם היומן של הערך בעקבות ה- p. לדוגמה, pKa הוא הסמל של Ka. בגלל האופן שבו פונקציית היומן עובדת, פירושו pKa קטן יותר הוא Ka גדול יותר. pH הוא היומן של ריכוז יון מימן וכן הלאה.

pH ו- pOH קשורים, ממש כמו Ka, pKa, Kb ו- pKb. אם אתה יודע pH, אתה יכול לחשב pOH. אם אתה יודע קבוע שיווי משקל, אתה יכול לחשב את האחרים.

pH הוא מדד לריכוז יון מימן, [H +], בתמיסה מימית (מים). סולם ה- pH נע בין 0 ל -14. ערך pH נמוך מצביע על חומציות, pH של 7 הוא נייטרלי, וערך pH גבוה מעיד על בסיסיות. ערך ה- pH יכול לומר לך אם אתה מתמודד עם חומצה או בסיס, אך הוא מציע ערך מוגבל המציין את החוזק האמיתי של החומצה של בסיס. הנוסחאות לחישוב pH ו- POH הן:

pH = - log [H +]

pOH = - יומן [OH-]

ב 25 מעלות צלזיוס:

pH + pOH = 14

Ka, pKa, Kb ו- pKb מועילים ביותר כאשר מנבאים האם מין יתרום או יקבל פרוטונים בערך pH ספציפי. הם מתארים את מידת היינון של חומצה או בסיס והם אינדיקטורים אמיתיים לחוזק חומצה או בסיס מכיוון שהוספת מים לתמיסה לא תשנה את קבוע שיווי המשקל. Ka ו- pKa מתייחסים לחומצות ואילו Kb ו- pKb עוסקים בבסיסים. כמו pH ו pOH, ערכים אלה אחראים גם לריכוז יון מימן או פרוטון (עבור Ka ו- pKa) או ריכוז יון הידרוקסיד (עבור Kb ו- pKb).

Ka ו- Kb קשורים זה לזה דרך קבוע היונים למים, Kw:

• Kw = Ka x Kb

Ka הוא קבוע ניתוק החומצה. pKa הוא פשוט היומן של קבוע זה. באופן דומה, Kb הוא קבוע ניתוק הבסיס, ואילו pKb הוא log של הקבוע. קבועי ניתוק החומצה והבסיס מתבטאים בדרך כלל במונחים של שומות לליטר (מול / ליטר). חומצות ובסיסים מתנתקים על פי המשוואות הכלליות:

• HA + H₂O ⇆ A^- + ח₃O⁺
• HB + H₂O ⇆ B⁺ + אה^-

בנוסחאות, A מייצג חומצה ו- B לבסיס.

• Ka = [H +] [A -] / [HA]
• pKa = - יומן Ka
• במחצית מנקודת השקילות, pH = pKa = -log Ka

ערך Ka גדול מציין חומצה חזקה מכיוון שפירושו שהחומצה מתנתקת ברובה ליונים שלה. ערך Ka גדול פירושו גם שהיווצרות של מוצרים בתגובה מועדפת. ערך Ka קטן פירושו שמעט מהחומצה מתנתקת, כך שיש לך חומצה חלשה. ערך Ka לרוב החומצות החלשות נע בין 10^-2 עד 10^-14.

ה- pKa נותן את אותו מידע, רק בדרך אחרת. ככל שערך ה- pKa קטן יותר, כך החומצה חזקה יותר. לחומצות חלשות יש pKa שנע בין 2-14.

Kb הוא קבוע הניתוק של הבסיס. קבוע ניתוק הבסיס הוא מדד לאופן שבו הבסיס מתנתק לחלוטין ליוני המרכיב שלו במים.

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

ערך Kb גדול מציין את רמת הניתוק הגבוהה של בסיס חזק. ערך pKb נמוך יותר מציין בסיס חזק יותר.

pKa ו- pKb קשורים ביחס הפשוט:

• pKa + pKb = 14

נקודה חשובה נוספת היא pI. זו הנקודה האיזואלקטרית. זהו ה- pH בו חלבון (או מולקולה אחרת) הוא ניטרלי חשמלי (אין לו מטען חשמלי נטו).