Pojasnjeno pH, pKa, Ka, pKb in Kb

V kemiji so povezane lestvice, s katerimi se meri, kako kisla ali bazična je raztopina jakost kislin in baz. Čeprav je pH lestvica je najbolj znan, pKa, Ka, pKb, in Kb so običajni izračuni, ki ponujajo vpogled v kislinsko-bazične reakcije. Tu je razlaga pogojev in kako se med seboj razlikujejo.

Kadar koli vidite vrednost "p" pred vrednostjo, kot npr pH, pKa, in pKb, pomeni, da imate opravka z -log vrednosti, ki sledi "p". Na primer, pKa je -log Ka. Zaradi načina delovanja funkcije dnevnika manjši pKa pomeni večji Ka. pH je -log koncentracije vodikovih ionov ipd.

pH in pOH sta povezana, tako kot so Ka, pKa, Kb in pKb. Če poznate pH, lahko izračunate pOH. Če poznate ravnotežno konstanto, lahko izračunate ostale.

pH je merilo koncentracije vodikovih ionov [H +] v vodni (vodni) raztopini. PH lestvica se giblje od 0 do 14. Nizka vrednost pH kaže na kislost, pH 7 je nevtralen, visoka pH pa na alkalnost. Vrednost pH vam lahko pove, ali imate opravka s kislino ali bazo, vendar ponuja omejeno vrednost, ki kaže resnično jakost kisline baze. Formule za izračun pH in pOH so:

pH = - log [H +]

pOH = - dnevnik [OH-]

Pri 25 stopinjah Celzija:

pH + pOH = 14

Ka, pKa, Kb in pKb so najbolj v pomoč pri napovedovanju, ali bo vrsta darovala ali sprejemala protone pri določeni pH vrednosti. Opisujejo stopnjo ionizacije kisline ali baze in so resnični kazalci kisline ali bazične jakosti, ker dodajanje vode raztopini ne bo spremenilo ravnovesne konstante. Ka in pKa se nanašata na kisline, medtem ko se Kb in pKb ukvarjata z bazami. Kot pH in pOH, te vrednosti upoštevajo tudi koncentracijo vodikovih ionov ali protonov (za Ka in pKa) ali koncentracijo hidroksidnih ionov (za Kb in pKb).

Ka in Kb sta med seboj povezana s konstanto ionov za vodo, Kw:

• Kw = Ka x Kb

Ka je konstanta disociacije kisline. pKa je preprosto -log te konstante. Podobno je Kb osnovna disocijacijska konstanta, medtem ko je pKb -log konstante. Kislinske in bazne disonacijske konstante so ponavadi izražene v molih na liter (mol / L). Kisline in baze disocirajo po splošnih enačbah:

• HA + H₂O ⇆ A^- + H₃O⁺
• HB + H₂O ⇆ B⁺ + OH^-

V formulah A pomeni kislino in B za bazo.

• Ka = [H +] [A -] / [HA]
• pKa = - log Ka
• na polovici enakovredne točke, pH = pKa = -log Ka

Velika vrednost Ka kaže na močno kislino, ker pomeni, da se kislina v veliki meri disociira na njene ione. Velika vrednost Ka pomeni tudi, da je ugodno tvorjenje produktov v reakciji. Majhna vrednost Ka pomeni, da se malo kisline disocira, zato imate šibko kislino. Vrednost Ka za večino šibkih kislin se giblje od 10^-2 do 10^-14.

PKa daje enake podatke, samo na drugačen način. Manjša kot je vrednost pKa, močnejša je kislina. Šibke kisline imajo pKa od 2 do 14.

Kb je stalna disocijacijska konstanta. Osnovna disocijacijska konstanta je merilo, kako se v celoti baza disociira na njene sestavne ione v vodi.

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

Velika vrednost Kb kaže na visoko stopnjo disociacije močne baze. Nižja vrednost pKb kaže na močnejšo bazo.

pKa in pKb sta povezana s preprostim razmerjem:

• pKa + pKb = 14

Druga pomembna točka je PI. To je izoelektrična točka. To je pH, pri katerem je protein (ali druga molekula) električno nevtralen (nima električnega naboja).