pH mot pKa
Vi identifiserer normalt en syre som en protondonor. Syrer har en sur smak. Limejuice, eddik er to syrer vi kommer over hjemme hos oss. De reagerer med baser som produserer vann, og reagerer med metaller for å danne H 2; dermed øke metallkorrosjonshastigheten. Evnen til å donere en proton er karakteristisk for en syre, og pH, PKa-verdier beregnes ut fra denne karakteristikken.
pH
pH er en skala som kan brukes til å måle surheten eller basiteten i en løsning. Skalaen har tall fra 1 til 14. pH 7 betraktes som en nøytral verdi. Rent vann sies å ha pH 7. I pH-skalaen er fra 1-6 syrer representert. Syrer kan kategoriseres i to, basert på deres evne til å dissosiere og produsere protoner. Sterke syrer som HCl, HNO 3 er fullstendig ionisert i en løsning for å gi protoner. Svake syrer som CH 3 COOH delvis dissosierer og gir mindre mengder av protoner. En syre med pH 1 sies å være veldig sterk, og når pH-verdien øker, reduseres surheten. Derfor indikerer pH-verdiene mer enn 7 grunnleggende. Når basisiteten øker, vil pH-verdien også øke og sterke baser vil ha pH-verdien 14.
pH-skala er logaritmisk. Det kan skrives som nedenfor i forhold til H + -konsentrasjonen i løsningen.
pH = -log [H +]
I en grunnleggende løsning er det ikke noen H + s. Derfor, i en slik situasjon, kan pOH bestemmes ut fra –log [OH -] verdi.
Siden pH + pOH = 14; pH-verdien til en basisløsning kan også beregnes. Det er pH-målere og pH-papirer i laboratorier, som kan brukes til å måle pH-verdier direkte. pH-papirer gir omtrentlige pH-verdier, mens pH-målere gir mer nøyaktige verdier.
pKa
Surhet er tilstanden av å være en syre. Dette er relatert til graden av å være en syre. Syrer kan kategoriseres i to, basert på deres evne til å dissosiere og produsere protoner. Sterke syrer som HCl, HNO 3 er fullstendig ionisert i en løsning for å gi protoner. Svake syrer som CH 3 COOH delvis dissosierer og gir mindre mengder av protoner. K a er syredissosiasjonskonstanten. Det gir en indikasjon på evnen til en svak syre, til å miste et proton. I et vandig medium er en svak syre i likevekt med sin konjugatbase som vist i eksemplet nedenfor.
CH 3 COOH (aq) + H 2 O (l) CH 3 COO - (aq) + H- 3 O + (aq)
Likevekten for ovenstående kan skrives som, E = [CH3COO-] [H3O +] / [CH3COOH] [H2O]
Denne ligningen kan skrives om som nedenfor for å endre konstanten til syredissosiasjonskonstanten.
Ka = [CH3COO–] [H3O +] / [CH3COOH]
Den gjensidige logaritmen til Ka er pKa-verdien. Dette er en annen måte å uttrykke surheten på.
pKa = -logg K a
For en sterkere syre er Ka-verdien større, og pKa-verdien er mindre. Og for en svak syre er det motsatt.
Hva er forskjellen mellom pH og pKa?
• pH er den gjensidige logaritmen til H + konsentrasjonen. pKa er logaritmen til Ka-verdien.
• pH gir en ide om mengden H + -ioner som er tilstede i mediet. pKa-verdien gir en ide om hvilken side likevekten er favorisert (graden av syredissosiasjon).
• Både pH og pKa er relatert av Henderson-Hasselbalch-ligningen: pH = pKa + log ([A -] / [HA])
