pKa-Definition in der Chemie

Wenn Sie mit Säuren und Basen arbeiten, sind zwei bekannte Werte pH und pKa. Hier ist die Definition von pKa und ein Blick darauf, wie es sich auf die Säurestärke auswirkt.

pKa-Definition

pK_ein ist der negative Base-10-Logarithmus der Säuredissoziationskonstante (K_ein) einer Lösung.
pKa = -log₁₀K_ein
Je niedriger der pK_ein Wert, desto stärker die Säure. Zum Beispiel beträgt der pKa von Essigsäure 4,8, während der pKa von Milchsäure 3,8 beträgt. Anhand der pKa-Werte kann man erkennen, dass Milchsäure eine stärkere Säure als Essigsäure ist.

Der Grund, warum pKa verwendet wird, ist, dass es die Säuredissoziation unter Verwendung kleiner Dezimalzahlen beschreibt. Dieselbe Art von Information kann aus Ka-Werten erhalten werden, aber es handelt sich in der Regel um extrem kleine Zahlen in wissenschaftlicher Notation, die für die meisten Menschen schwer zu verstehen sind.

Key Takeaways: pKa Definition

• Der pKa-Wert ist eine Methode zur Angabe der Stärke einer Säure.
• pKa ist der negative logarithmische Wert der Säuredissoziationskonstante oder des Ka-Werts.
• Ein niedrigerer pKa-Wert zeigt eine stärkere Säure an. Das heißt, der niedrigere Wert zeigt an, dass die Säure in Wasser vollständiger dissoziiert.

pKa und Pufferkapazität

Zusätzlich zur Verwendung von pKa zum Messen der Stärke einer Säure kann es zum Auswählen von Puffern verwendet werden. Dies ist aufgrund der Beziehung zwischen pKa und pH möglich:

pH = pK_ein + Log₁₀([EIN^-]/[AH])

Wo die eckigen Klammern verwendet werden, um die Konzentrationen der Säure und ihrer konjugierten Base anzuzeigen.

Die Gleichung kann wie folgt umgeschrieben werden:

K_ein/ [H⁺] = [A^-]/[AH]

Dies zeigt, dass pKa und pH gleich sind, wenn die Hälfte der Säure dissoziiert ist. Die Pufferkapazität einer Spezies oder ihre Fähigkeit, den pH-Wert einer Lösung aufrechtzuerhalten, ist am höchsten, wenn der pKa- und der pH-Wert nahe beieinander liegen. Wenn Sie also einen Puffer auswählen, ist die beste Wahl diejenige, deren pKa-Wert nahe dem Ziel-pH-Wert der chemischen Lösung liegt.