酸の強さを引用するとき、化学者はしばしば解離定数 Ka を使用しますが、この数値は酸によって数桁異なる場合があります。より管理しやすい数を作成するために、化学者は pKa 値を Ka 値の負の対数として定義します:pKa =-log Ka.酸の pKa 値が既にわかっていて、Ka 値が必要な場合は、逆対数を取ることによってそれを見つけます。実際には、これは等号の両辺を 10 の指数にすることを意味します。
Kaの定義
溶液中の酸のBronsted-Lowry定式化では、酸はプロトンを供与し、溶液はプロトンを受け取ります。溶液は、プロトンを失った酸の生成物である共役塩基と共役酸を含むものになります。理論的には、この反応は両方向で起こります。溶媒が水の場合、これは次のように記述されます:
HA + H2 O <==> H3 O+A
この元の酸の強さは、共役酸と塩基の濃度を元の酸と塩基の濃度で割ることによって求めることができます。溶媒が水の場合、式から除外されます。この操作により、解離定数 Ka が得られます:
Ka=[H3 O][A]/[は]
Ka が大きい場合、それは共役イオンが反応を反対方向に動かすほど強くないことを意味し、強酸を示します。
pKa は物事をより簡単にします
強酸の解離定数は 10 にもなり、弱酸の解離定数は 10 にもなります。より扱いやすい数値を作成するために、化学者は pKa 値を作成しました:
pKa =-log Ka
解離定数が 10 の強酸の pKa は -7 ですが、解離定数が 10 の弱酸の pKa は 12 です。取り扱いが容易であることに加えて、pKa 値は酸強度と反比例の関係にあります。言い換えると、低い pKa は強酸を示し、逆もまた同様です。
pKa から Ka への変換
一部の表では、pKa 値がリストされている場合がありますが、方程式にプラグインするために Ka 値が必要になる場合があります。実行する数学演算は、Ka =逆対数 (-pKa) です。これを解決するには、元の関係の両辺を 10 の累乗にすると、次のようになります。
カ=10
pKa が -7 などの整数の場合、この操作は簡単に実行できますが、7.5 などの分数が含まれる場合は、表で値を調べる必要がある場合があります。数値を入力して指数キーを押すと、関数電卓で見つけることもできます。指数キーは帽子 (^) のように見えるか、10 で示されます。pKa は常用対数 (基数 10) として表され、自然対数 (底は e) であるため、e の累乗ではなく 10 の累乗になる表を見つけるか、電卓で関数を選択する必要があります。
