A kémiában vannak hasonló skálák, amelyek segítségével meghatározzuk, milyen savas vagy bázikus oldat és milyen a savak és bázisok szilárdsága. Habár a pH-skála a legismertebb, pKa, Ka, pKb, és a Kb általános számítások, amelyek betekintést nyújtanak sav-bázis reakciók. Íme egy magyarázat a kifejezésekről és arról, hogyan különböznek egymástól.
Mit jelent a "p"?
Amikor lát egy "p" értéket egy érték elõtt, például pH, pKa, és pKb, ez azt jelenti, hogy a-p értékkel a "p" -et követõ értékkel foglalkozik. Például a pKa a Ka-log. A naplófüggvény működése miatt egy kisebb pKa nagyobb Ka-t jelent. A pH a hidrogén-ion koncentráció log-ja, és így tovább.
A pH és az egyensúlyi állandó képletei és meghatározásai
A pH és a pOH egymással kapcsolatban vannak, csakúgy, mint Ka, pKa, Kb és pKb. Ha ismeri a pH-t, kiszámíthatja a pOH-t. Ha ismeri az egyensúlyi állandót, kiszámíthatja a többit.
A pH-ról
A pH a vizes (víz) oldatban a hidrogén-ion koncentrációjának [H +] mértéke. A pH-skála 0 és 14 között lehet. Az alacsony pH-érték a savasságot, a 7-es pH semleges, a magas pH pedig az lúgosságot jelzi. A pH-érték megmondhatja, hogy savval vagy bázissal foglalkozik-e, de korlátozott értékkel rendelkezik, amely jelzi a bázis sav valódi erősségét. A képletek a pH és pOH kiszámításához a következők:
pH = - log [H +]
pOH = - log [OH-]
25 Celsius fokon:
pH + pOH = 14
A Ka és a pKa megértése
A Ka, pKa, Kb és pKb a leghasznosabbak annak megjósolásában, hogy egy faj adományoz vagy elfogad-e protonokat egy adott pH-értéken. Leírják a sav vagy bázis ionizációjának mértékét, és a sav vagy bázis szilárdságának igazi mutatói, mivel víz hozzáadása az oldathoz nem változtatja meg az egyensúlyi állandót. Ka és pKa savakra vonatkoznak, míg Kb és pKb bázisokra vonatkoznak. Mint a pH és a pOH, ezek az értékek a hidrogénion vagy proton koncentrációt (Ka és pKa esetében) vagy a hidroxid ion koncentrációt (Kb és pKb) is figyelembe veszik.
Ka és Kb a víz ionállandóján keresztül kapcsolódnak egymáshoz, Kw:
- Kw = Ka x Kb
Ka a sav-disszociációs állandó. A pKa egyszerűen ennek az állandónak a logje. Hasonlóképpen, Kb az alap disszociációs állandó, míg pKb az állandó -log értéke. A sav- és bázis-disszociációs állandókat általában mol / liter (mol / L) -ben fejezik ki. A savak és a bázisok az általános egyenlet szerint disszociálódnak:
- HA + H2O ⇆ A- + H3O+
- HB + H2O ⇆ B+ + OH-
A képletekben A jelentése sav és B jelentése bázis.
- Ka = [H +] [A -] / [HA]
- pKa = - log Ka
- az ekvivalenciapont felénél, pH = pKa = -log Ka
A nagy Ka érték az erős savat jelzi, mert azt jelenti, hogy a sav nagyrészt disszociálódik ionjaiba. A nagy Ka érték azt is jelenti, hogy a reakcióban a termékek képződése kedvező. Egy kis Ka érték azt jelenti, hogy a sav kevés disszociál, tehát gyenge sav van. A legtöbb gyenge sav Ka értéke 10-nél nagyobb-2 10-ig-14.
A pKa ugyanazt az információt adja, csak másképp. Minél kisebb a pKa értéke, annál erősebb a sav. A gyenge savak pKa értéke 2-14.
Kb és pKb megértése
Kb az alap disszociációs állandó. A bázis disszociációs állandó annak egy mértéke, hogy egy bázis teljesen disszociál-e víz komponenseinek ionjaira.
- Kb = [B +] [OH -] / [BOH]
- pKb = -log Kb
A nagy Kb érték jelzi az erős bázis magas disszociációját. Az alacsonyabb pKb-érték erősebb bázist jelent.
A pKa-t és a pKb-t az egyszerű kapcsolat köti össze:
- pKa + pKb = 14
Mi az pI?
Egy másik fontos szempont a pI. Ez az izoelektromos pont. Az a pH, amelynél a fehérje (vagy egy másik molekula) elektromosan semleges (nincs nettó elektromos töltése).