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화학의 PKA는 무엇입니까? 산 해리 상수

pka 화학에서는 산 해리 상수 KA뿐만 아니라 pH 및 산의 강도와 관련이있다. PKA 정의, KA 및 PH와의 관계 및 PKA가 산이 강한 지 약한지를 나타내는 방법은 다음과 같습니다.

PKA는 무엇입니까? PKA 정의

PKA는 산 해리 상수, KA의 음의베이스 10 로그입니다. 어떤면에서, PKA와 KA는 모두 동일한 정보를 제공하지만 KA 값은 작업하기 쉬운 작은 소수점 숫자이지만 KA는 지수를 가지고 있으며 과학적 표기법을 사용합니다.

.

PKA와 KA 간의 관계

다음은 pka와 ka와 관련된 방정식입니다.

pka =-log 10 ka

또는 KA :

를 해결할 수 있습니다

ka =10

일반적인 산에 대한 PKA 값의 표

이 표에는 일반적인 산에 대한 대략적인 PKA 값이 나와 있습니다.

이에 비해 물에 대한 PKA 값 (h 2 o)는 25 ° C에서 14.00입니다. (일부 텍스트는 물과 메톡 사이드 산 사이의 반응에 기초하여 물의 PKA로 15.74를 사용합니다.)

PKA 및 산 강도

더 작은 PKA 값은 더 강한 산을 나타냅니다. 더 큰 PKA 값은 약한 산을 나타냅니다. 강산은 실제로 음의 PKA 값을 갖는다. 약산은 양의 pka 값을 갖는다.

예를 들어, 아세트산은 PKA 값이 4.8이고, 젖산의 PKA는 3.8입니다. 두 숫자 모두 양수이므로 아세트산과 젖산이 모두 약산임을 알고 있습니다. 그러나 젖산의 PKA는 낮기 때문에 아세트산보다 강한 산입니다.

산 해리 상수 (k a )는 수용액에서 산이 얼마나 완전히 분리되는지를 측정합니다. 강산은 물에서 이온에 완전히 분리됩니다. 따라서, 높은 산 해리 상수 또는 KA 값은 강산을 나타내고, 약산은 KA 값이 낮습니다.

PKA와 pH

의 관계

pH는 수용액에서 수소 이온 농도의 척도이다. pH 값이 낮을수록 수소 이온 농도가 높을수록 산이 강해집니다.

PKA와 pH는 산 ([A-] 및 그의 컨쥬 게이트 염기 ([HA])의 농도에 기초하여 관련이있다.이 관계는 Henderson-Hasselbalch 방정식 :

입니다.

pH =pka + log 10 [a-]/[ha]

PKA는 화학 종이 양성자 또는 수소 이온을 기증하거나 받아들이는 pH 값을 예측합니다.

버퍼 선택

산 강도 예측, PKA 계산 및 pH 찾기에 PKA를 사용하는 것 외에도 PK는 완충제 선택에 도움이됩니다. PH 및 PKA와 관련된 방정식을 산 ([A]) 및 그의 컨쥬 게이트 염기 ([AH])의 농도에 사용하십시오.

ph =pk a + log 10 ([a]/[ah])

완충액은 용액의 pH를 유지하는 데 도움이됩니다. 최상의 버퍼링 용량은 pH와 PKA가 서로 거의 동일 할 때 발생합니다. PH가 PKA 근처에있을 때 pH를 변화시키는 데 많은 산이나 염기가 필요하기 때문입니다. pH와 pka 동일을 설정하면 또 다른 방정식이 제공됩니다.

k a /[h] =[a]/[ah]

산의 절반이 해리 될 때, pH 및 PKA는 동일하다. 솔루션의 대상 pH에 가까운 PKA 값의 PKA 값을 선택하여 상황에 가장 적합한 버퍼를 선택하십시오.

참조

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  • Silverstein, Todd P.; Heller, Stephen T. (2017). “학부 커리큘럼의 PKA 가치 :실제 PKA는 무엇입니까?”. j. 화학 ed. 94 (6) :690-695. doi :10.1021/acs.jchemed.6b00623
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acid formula pka
acetic ch 3 cooh 4.76
formic hcooh 3.75
hydrofluoric hf 3.20
Phosphoric h 3 po 4 2.16
trifluoroacetic cf 3 cooh 0.52
nitric hno 3 -1.4
sulfuric h 2 그래서 4 -2
hydrochloric hcl -7
perchloric hclo 4 -10