Το μέγεθος pKa, Χημεία

Όταν εργάζεστε με οξέα και βάσεις, δύο γνωστές τιμές είναι το PH και το Pka, που είναι η δύναμη που πρέπει να διαχωρίσουν τα μόρια (είναι το αρνητικό log της σταθεράς διάστασης ενός ασθενούς οξέος).

Η ποσότητα μιας μη ιονισμένης ουσίας είναι συνάρτηση της σταθεράς διάστασης (pka) της τοξικής ουσίας και του pH του μέσου. Έχουν μεγάλη σημασία από τοξικολογική άποψη, καθώς οι μη ιονισμένες μορφές είναι πιο λιποδιαλυτές και, ως εκ τούτου, μπορούν να διασχίσουν τη βιολογική μεμβράνη.

Βασικά σημεία

• Η έννοια του pH αναφέρεται στο δυναμικό του υδρογόνου και χρησιμοποιείται ως μέτρο αλκαλικότητας ή οξύτητας. Ο όρος αναφέρεται στη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου.
• Ένα υδρογόνο είναι κάπως πιο όξινο όσο χαμηλότερο είναι το pKa του.
• Η σχέση μεταξύ pH και pK δίνεται από την εξίσωση Henderson-Hasselbach, η οποία είναι διαφορετική για τα οξέα ή τις βάσεις.
• Η σχέση μεταξύ αυτών των οικογενειακών τιμών προήλθε από την εξίσωση Henderson-Hasselbach, η οποία είναι διαφορετική για τα οξέα ή τις βάσεις.

Σε μια αντίδραση μεταξύ ενός οξέος και μιας βάσης, το οξύ δρα ως δότης πρωτονίων και η βάση ως δέκτης πρωτονίων.

Τύπος

pKa = _{-log 10K} α

• Το pKa είναι ο λογάριθμος αρνητικής βάσης 10 της σταθεράς διάστασης οξέος (Ka).
• Όσο χαμηλότερη είναι η τιμή pKa, τόσο ισχυρότερο είναι το οξύ.
• Αυτού του είδους οι κλίμακες, οι υπολογισμοί και οι σταθερές αναφέρονται στην ισχύ των βάσεων και των οξέων και στο πόσο αλκαλικό ή όξινο είναι ένα διάλυμα.
• Ο κύριος λόγος που χρησιμοποιείται το pKa είναι επειδή περιγράφει τη διάσταση οξέος χρησιμοποιώντας μικρούς δεκαδικούς αριθμούς. Ο ίδιος τύπος πληροφοριών μπορεί να ληφθεί από τις τιμές Ka, ωστόσο αυτοί είναι συνήθως πολύ μικροί αριθμοί που δίνονται με επιστημονική σημείωση που είναι δύσκολο να κατανοήσουν οι περισσότεροι άνθρωποι.

Για παράδειγμα

Το pKa του οξικού οξέος είναι 4,8, ενώ το pKa του γαλακτικού οξέος είναι 3,8. Χρησιμοποιώντας τις τιμές pKa, μπορεί να φανεί ότι το γαλακτικό οξύ είναι ισχυρότερο οξύ από το οξικό οξύ.

pKa και χωρητικότητα ρυθμιστικού διαλύματος

Εκτός από τη χρήση pKa για τη μέτρηση της ισχύος ενός οξέος, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επιλογή ρυθμιστικών διαλυμάτων. Αυτό είναι δυνατό λόγω της σχέσης μεταξύ pKa και pH:

pH = pKa + log10 ([A -] / [AH]) Όπου οι αγκύλες χρησιμοποιούνται για να υποδείξουν τις συγκεντρώσεις του οξέος και της συζυγούς βάσης του.

Η εξίσωση μπορεί να ξαναγραφτεί ως εξής: Ka / [H +] = [A -] / [AH] Αυτό δείχνει ότι το pKa και το pH είναι ίσα όταν το μισό του οξέος έχει διαχωριστεί. Η ρυθμιστική ικανότητα ενός είδους ή η ικανότητά του να διατηρεί το pH ενός διαλύματος, είναι μεγαλύτερη όταν οι τιμές pKa και pH είναι κοντά μεταξύ τους. Επομένως, κατά την επιλογή ενός ρυθμιστικού διαλύματος, η καλύτερη επιλογή είναι αυτό που έχει τιμή pKa κοντά στο pH στόχο του χημικού διαλύματος.