pH vs. pKa
Tunnistamme normaalisti hapon protonidonorina. Hapoilla on hapan maku. Kalkkimehu, etikka ovat kaksi happoa, joita kohtaamme kodeissamme. Ne reagoivat emästen vettä, ja reagoivat metallien muoto H 2; siten lisätä metallin korroosionopeutta. Kyky luovuttaa protonia on ominaista hapolle, ja pH, PKa-arvot lasketaan tämän ominaisuuden perusteella.
pH
pH on asteikko, jota voidaan käyttää happamuuden tai emäksisyyden mittaamiseen liuoksessa. Asteikolla on numerot 1 - 14. pH 7 pidetään neutraalina arvona. Puhtaalla vedellä sanotaan olevan pH 7. pH-asteikossa edustetaan 1-6 happoa. Hapot voidaan luokitella kahteen niiden kyvyn perusteella dissosioitua ja tuottaa protoneja. Vahvat hapot, kuten HCI, HNO 3 ovat täysin ionisoituu ratkaisu antaa protoneja. Heikkoja happoja, kuten CH 3 COOH osittain erottaa ja antaa vähemmän määriä protoneja. Hapon, jonka pH on 1, sanotaan olevan erittäin vahva, ja kun pH-arvo nousee, happamuus vähenee. Siksi pH-arvot yli 7 osoittavat emäksisyyttä. Emäksisyyden kasvaessa myös pH-arvo kasvaa ja vahvojen emästen pH-arvo on 14.
pH-asteikko on logaritminen. Se voidaan kirjoittaa kuten alla suhteessa H + -pitoisuuteen liuoksessa.
pH = -log [H +]
Perusratkaisussa ei ole H +: ita. Siksi tällaisessa tilanteessa pOH voidaan määrittää –log [OH -] -arvosta.
Koska pH + pOH = 14; Emäksisen liuoksen pH-arvo voidaan myös laskea. Laboratorioissa on pH-mittareita ja pH-papereita, joiden avulla pH-arvot voidaan mitata suoraan. pH-paperit antavat likimääräiset pH-arvot, kun taas pH-mittarit antavat tarkemmat arvot.
pKa
Happamuus on happona olemisen tila. Tämä liittyy happamuuden määrään. Hapot voidaan luokitella kahteen niiden kyvyn perusteella dissosioitua ja tuottaa protoneja. Vahvat hapot, kuten HCI, HNO 3 ovat täysin ionisoituu ratkaisu, jolloin saatiin protoneja. Heikkoja happoja, kuten CH 3 COOH osittain erottaa ja antaa vähemmän määriä protoneja. K on happodissosiaatiovakio. Se antaa viitteitä heikon hapon kyvystä menettää protoni. Vesipitoisessa väliaineessa heikko happo on tasapainossa konjugaattiemäksensä kanssa, kuten alla olevassa esimerkissä esitetään.
CH 3 COOH (aq) + H 2 O (l) CH 3 COO - (aq) + H 3 O + (aq)
Yllä olevan tasapaino voidaan kirjoittaa seuraavasti:
E = [CH3COO-] [H3O +] / [CH3COOH] [H20]
Tämä yhtälö voidaan kirjoittaa uudelleen alla esitetyllä tavalla muuttamalla vakio happodissosiaatiovakioon.
Ka = [CH3COO–] [H3O +] / [CH3COOH]
Ka: n logaritmiarvon vastavuoroisuus on pKa-arvo. Tämä on toinen tapa ilmaista happamuus.
pKa = -log K a
Vahvemmalle hapolle Ka-arvo on suurempi ja pKa-arvo pienempi. Ja heikossa hapossa se on päinvastoin.
Mitä eroa on pH: lla ja pKa: lla?
• pH on H + -pitoisuuden logaritmin vastavuoro. pKa on Ka-arvon logaritmi.
• pH antaa kuvan alustassa olevien H + -ionien määrästä. pKa-arvo antaa käsityksen siitä, mihin puoleen tasapainoa suositaan (happodissosiaation aste).
• Sekä pH että pKa liittyvät Henderson-Hasselbalch-yhtälöön: pH = pKa + log ([A -] / [HA])
