pH versus pKa
Vi identificerer normalt en syre som en protondonor. Syrer har en sur smag. Limejuice, eddike er to syrer, vi støder på i vores hjem. De reagerer med baser producerer vand, og reagerer med metaller til formular H 2; øg således metalkorrosionshastigheden. Evnen til at donere en proton er karakteristisk for en syre, og pH, PKa-værdier beregnes ud fra denne egenskab.
pH
pH er en skala, der kan bruges til at måle surhedsgrad eller basiskhed i en opløsning. Skalaen har tal fra 1 til 14. pH 7 betragtes som en neutral værdi. Rent vand siges at have pH 7. I pH-skalaen er fra 1-6 syrer repræsenteret. Syrer kan kategoriseres i to baseret på deres evne til at adskille og producere protoner. Stærke syrer som HCI, HNO 3 ioniseres fuldstændigt i en opløsning for at give protoner. Svage syrer som CH 3 COOH delvis dissociere og give færre mængder af protoner. En syre med pH 1 siges at være meget stærk, og når pH-værdien stiger, falder surheden. Derfor angiver pH-værdierne mere end 7 grundlæggende. Efterhånden som basiciteten stiger, stiger pH-værdien også, og stærke baser har pH-værdien 14.
pH-skala er logaritmisk. Det kan skrives som nedenfor i forhold til H + -koncentrationen i opløsningen.
pH = -log [H +]
I en grundlæggende løsning er der ikke nogen H + s. Derfor kan pOH i en sådan situation bestemmes ud fra –log [OH -] værdi.
Da pH + pOH = 14; pH-værdien af en basisk opløsning kan også beregnes. Der er pH-målere og pH-papirer i laboratorier, som kan bruges til direkte at måle pH-værdier. pH-papirer giver omtrentlige pH-værdier, mens pH-målere giver mere nøjagtige værdier.
pKa
Surhed er tilstanden af at være en syre. Dette er relateret til graden af at være en syre. Syrer kan kategoriseres i to baseret på deres evne til at adskille og producere protoner. Stærke syrer som HCI, HNO 3 ioniseres fuldstændigt i en opløsning for at give protoner. Svage syrer som CH 3 COOH delvis dissociere og give færre mængder af protoner. K a er syredissocieringskonstanten. Det giver en indikation af evnen hos en svag syre til at miste en proton. I et vandigt medium er en svag syre i ligevægt med sin konjugatbase som vist i eksemplet nedenfor.
CH 3 COOH (aq) + H 2 O (l) CH 3 COO - (aq) + H 3 O + (aq)
Ligevægten for ovenstående kan skrives som, E = [CH3COO-] [H3O +] / [CH3COOH] [H2O]
Denne ligning kan omskrives som nedenfor ved at ændre konstanten til syredissociationskonstant.
Ka = [CH3COO–] [H3O +] / [CH3COOH]
Den gensidige logaritmiske værdi af Ka er pKa-værdien. Dette er en anden måde at udtrykke surheden på.
pKa = -log K a
For en stærkere syre er Ka-værdien større, og pKa-værdien er mindre. Og for en svag syre er det modsat.
Hvad er forskellen mellem pH og pKa?
• pH er den gensidige af logaritmen af H + koncentration. pKa er logaritmen for Ka-værdien.
• pH giver en idé om mængden af H + -ioner til stede i mediet. pKa-værdi giver en idé om, til hvilken side ligevægten foretrækkes (graden af syredissociation).
• Både pH og pKa er relateret af Henderson-Hasselbalch ligning: pH = pKa + log ([A -] / [HA])
