Съществуват свързани скали в химията, използвани за измерване колко киселинен или основен разтвор е и силата на киселините и основите. въпреки че рН скала е най-познато, рКа, Ка, рКЬ, и Kb са общи изчисления, които предлагат поглед върху киселинно-алкални реакции. Ето обяснение на термините и как те се различават един от друг.
Какво означава "p"?
Винаги, когато видите "p" пред стойност, като рН, рКа, и pKb, това означава, че имате работа с -log на стойността, следваща „p“. Например pKa е -логът на Ka. Поради начина, по който работи функцията на лога, по-малък pKa означава по-голям Ka. рН е -log на концентрацията на водородни йони и т.н.
Формули и определения за pH и равновесно константа
pH и pOH са свързани, точно както са Ka, pKa, Kb и pKb. Ако знаете pH, можете да изчислите pOH. Ако знаете равновесна константа, можете да изчислите останалите.
Относно pH
pH е мярка за концентрация на водородни йони, [H +], във воден (воден) разтвор. PH скалата варира от 0 до 14. Ниската стойност на рН показва киселинност, рН 7 е неутрална, а високата стойност на pH показва алкалност. Стойността на pH може да ви каже дали имате работа с киселина или основа, но предлага ограничена стойност, показваща истинската сила на киселината на базата. Формулите за изчисляване на рН и рОН са:
pH = - log [H +]
pOH = - лог [OH-]
При 25 градуса по Целзий:
рН + рОН = 14
Разбиране на Ка и pKa
Ka, pKa, Kb и pKb са най-полезни при прогнозиране дали даден вид ще дари или приеме протони с определена стойност на рН. Те описват степента на йонизация на киселина или основа и са истински индикатори за киселинност или основна сила, тъй като добавянето на вода към разтвор няма да промени константата на равновесие. Ka и pKa се отнасят за киселини, докато Kb и pKb се занимават с основи. Като рН и POH, тези стойности също отчитат концентрацията на водородни йони или протони (за Ка и рКа) или концентрацията на хидроксидни йони (за Kb и pKb).
Ka и Kb са свързани помежду си чрез йонната константа за вода, Kw:
- Kw = Ka x Kb
Ка е константата на дисоциация на киселината. pKa е просто -log на тази константа. По същия начин, Kb е основната константа на дисоциация, докато pKb е -log на константата. Константи за дисоциация на киселини и основи обикновено се изразяват в моли на литър (mol / L). Киселините и основите се разделят съгласно общите уравнения:
- HA + H2О ⇆ А- + Н3О+
- HB + H2O ⇆ B+ + ОХ-
Във формулите A означава а киселина и B за основа.
- Ka = [H +] [A -] / [HA]
- pKa = - log Ka
- при половината точка на еквивалентност, pH = pKa = -log Ka
Голяма стойност на Ka показва силна киселина, тъй като означава, че киселината до голяма степен се дисоциира в нейните йони. Голяма стойност на Ка също означава, че образуването на продукти в реакцията е благоприятно. Малка стойност на Ка означава, че малко от киселината се разделя, така че имате слаба киселина. Стойността на Ка за повечето слаби киселини варира от 10-2 до 10-14.
PKa дава същата информация, само по различен начин. Колкото по-малка е стойността на pKa, толкова по-силна е киселината. Слабите киселини имат рКа, варираща от 2-14.
Разбиране на Kb и pKb
Kb е основната константа на дисоциация. Константата на дисоциацията на основата е мярка за това, как напълно базата се дисоциира в нейните компоненти йони във вода.
- Kb = [B +] [OH -] / [BOH]
- pKb = -log Kb
Голяма Kb стойност показва високото ниво на дисоциация на силна основа. По-ниската стойност на pKb показва по-силна база.
pKa и pKb са свързани с простото отношение:
- pKa + pKb = 14
Какво е pI?
Друг важен момент е pI. Това е изоелектрическата точка. Това е рН, при което протеин (или друга молекула) е електрически неутрален (няма нетен електрически заряд).