Inhoud
In de Bronsted-Lowry-formulering van zuren en basen is een zuur een verbinding die een proton in oplossing afgeeft, terwijl een base een verbinding is die een proton accepteert. Wanneer een Bronsted-zuur oplost in een oplosmiddel, produceert het een geconjugeerde base, terwijl tegelijkertijd het oplosmiddel als een base fungeert en een geconjugeerd zuur produceert. Het delen van de concentraties conjugaatzuur en base door de concentraties van de oorspronkelijke verbindingen levert de equivalentieconstante K opeq, wat een maat is voor hoe sterk het oorspronkelijke zuur is. Apothekers verwijzen naar Keq als de Ka-waarde van de reactie wanneer het oplosmiddel water is. Dit aantal kan variëren met vele orden van grootte, dus om berekeningen gemakkelijker te maken, gebruiken chemici meestal het pKa-getal, wat de negatieve logaritme van de Ka-waarde is.
Ka is de sterkte van een zuur in water
Wanneer een generiek zuur (HA) oplost in water, doneert het een proton en bestaat het reactieproduct uit H3O+ en een-, wat de geconjugeerde base van de reactie is. Afhankelijk van de relatieve mogelijkheden van HA om protonen en A te doneren- om ze te accepteren, kan de reactie ook in de tegenovergestelde richting verlopen totdat uiteindelijk een evenwicht is bereikt.
Chemici bepalen de sterkte van een zuur (Ka) door de concentraties van HA, H te meten30+ en een- bij evenwicht en delen van de concentraties van de producten door de concentratie van het oorspronkelijke zuur. Omdat de concentratie water constant is, laten ze het buiten beschouwing.
Ka = /
Converteren naar pKa
Ka-waarden kunnen heel groot of heel klein zijn. De Ka-waarde voor zoutzuur (HCl) is bijvoorbeeld ongeveer 107, terwijl de Ka-waarde voor ascorbinezuur (vitamine C) 1,6 x 10 is-12. Het werken met dergelijke getallen is lastig, dus om het gemakkelijker te maken, hebben chemici het pKa-getal gedefinieerd als:
pKa = -log Ka
Volgens deze definitie is de pKa-waarde voor zoutzuur -log 107 = -7, terwijl de pKa voor ascorbinezuur -log is (1,6 x 10-12) = 11,80. Zoals duidelijk is, hoe kleiner het pKa-getal, hoe sterker het zuur.
Logaritmen vinden
Een logaritme is eigenlijk het tegenovergestelde van een exponent. Als we een uitdrukking zoals log hebben10x = y, we kunnen x vinden door de exponent naar de basis 10 van beide kanten te nemen: 10log x = 10Y. Per definitie 10logx = x, dus de uitdrukking wordt x = 10Y. De pKa-waarde is een negatieve logaritme, wat betekent dat wanneer de vergelijking -log x = y wordt omgekeerd, x gelijk is aan een negatieve exponent 10-y, wat een klein getal is als y groot is en een groot getal als y klein is.
In de praktijk kan het vinden van de logaritmen ingewikkeld zijn, dus de meeste wetenschappers gebruiken logaritme-tabellen of een wetenschappelijke rekenmachine. Om een basis 10 logaritme op een wetenschappelijke rekenmachine te vinden, voert u de waarde van de logaritme in en tikt u op de knop "log10" sleutel.