Ero pH:n ja pKa:n välillä

2024 Kirjoittaja: Alex Aldridge | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 13:38

pH vs pKa

Tunnistamme tavallisesti hapon protonin luovuttajaksi. Hapoilla on hapan maku. Limettimehu, etikka ovat kaksi happoa, joita törmäämme kodeissamme. Ne reagoivat emästen kanssa tuottaen vettä ja reagoivat metallien kanssa muodostaen H_{2; lisää siten metallin korroosion nopeutta. Kyky luovuttaa protonia on tyypillistä hapolle, ja pH-arvot, PKa-arvot lasketaan tämän ominaisuuden perusteella.}

pH

pH on asteikko, jota voidaan käyttää liuoksen happamuuden tai emäksisyyden mittaamiseen. Asteikolla on numerot 1-14. pH 7 on neutraali arvo. Puhtaan veden sanotaan olevan pH 7.pH-asteikolla on edustettuna 1-6 happoa. Hapot voidaan luokitella kahteen osaan niiden kyvyn perusteella hajota ja tuottaa protoneja. Vahvat hapot, kuten HCl, HNO₃ ionisoituvat täysin liuoksessa protoneiksi. Heikot hapot, kuten CH_{3COOH, dissosioituvat osittain ja antavat vähemmän protoneja. Hapon, jonka pH on 1, sanotaan olevan erittäin vahva, ja pH-arvon kasvaessa happamuus laskee. Siksi yli 7 pH-arvot osoittavat emäksisyyttä. Kun emäksisyys kasvaa, pH-arvo nousee myös ja vahvojen emästen pH-arvo on 14.}

pH-asteikko on logaritminen. Se voidaan kirjoittaa seuraavasti suhteessa H^{+ liuoksen pitoisuuteen.}

pH=-log [H^+]

Perusratkaisussa ei ole yhtään H⁺s. Siksi tällaisessa tilanteessa pOH voidaan määrittää –log [OH^{–] arvosta.}

Koska, pH + pOH=14; Myös emäksisen liuoksen pH-arvo voidaan laskea. Laboratorioissa on pH-mittareita ja pH-papereita, joilla voidaan mitata pH-arvoja suoraan. pH-paperit antavat likimääräiset pH-arvot, kun taas pH-mittarit antavat tarkempia arvoja.

pKa

Happamuus on hapon tila. Tämä liittyy hapon asteeseen. Hapot voidaan luokitella kahteen osaan niiden kyvyn perusteella hajota ja tuottaa protoneja. Vahvat hapot, kuten HCl, HNO₃ ionisoituvat täysin liuoksessa, jolloin saadaan protoneja. Heikot hapot, kuten CH₃COOH, dissosioituvat osittain ja antavat vähemmän protoneja. K_{a on happodissosiaatiovakio. Se kertoo heikon hapon kyvystä menettää protoni. Vesipitoisessa väliaineessa heikko happo on tasapainossa konjugaattiemäksensä kanssa alla olevan esimerkin mukaisesti.}

CH₃COOH_(aq) + H₂O _(l) CH₃COO^–_(aq) + H 3_O+(aq)

Yllä olevan tasapaino voidaan kirjoittaa muodossa

E=[CH3COO-] [H3O+] / [CH3COOH] [H2O]

Tämä yhtälö voidaan kirjoittaa uudelleen kuten alla muuttamalla vakio happodissosiaatiovakioksi.

Ka=[CH3COO–] [H3O+] / [CH3COOH]

Ka:n logaritmiarvon käänteisluku on pKa-arvo. Tämä on toinen tapa ilmaista happamuutta.

pKa=-log K_a

Vahvemman hapon Ka-arvo on suurempi ja pKa-arvo pienempi. Ja heikon hapon kohdalla se on päinvastoin.

Mitä eroa on pH:lla ja pKa:lla?

• pH on H^{+-konsentraation logaritmin käänteisluku. pKa on Ka-arvon logaritmi.}

• pH antaa käsityksen väliaineessa olevien H^{+ionien määrästä. pKa-arvo antaa käsityksen siitä, kummalle puolelle tasapainoa suositaan (hapon dissosiaatioaste).}

• Sekä pH että pKa liittyvät Henderson-Hasselbalchin yhtälöön: pH=pKa + log ([A^–]/[HA])