Tabla de Contenidos
เมื่อทำงานกับกรดและเบส ค่าที่คุ้นเคยสองค่าคือค่า pH และ Pka ซึ่งเป็นแรงที่โมเลกุลต้องแยกตัวออกจากกัน (เป็นค่าลบของค่าคงที่การแตกตัวของกรดอ่อน)
ปริมาณของสารที่ไม่แตกตัวเป็นไอออนเป็นฟังก์ชันของค่าคงที่การแยกตัว (pka) ของสารพิษและค่า pH ของตัวกลาง สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งจากมุมมองทางพิษวิทยา เนื่องจากรูปแบบที่ไม่แตกตัวเป็นไอออนจะละลายในไขมันได้มากกว่า ดังนั้นจึงสามารถผ่านเยื่อชีวภาพได้
ประเด็นสำคัญ
- แนวคิดของ pH หมายถึงศักยภาพของไฮโดรเจนและใช้เป็นเครื่องวัดความเป็นด่างหรือความเป็นกรด คำนี้หมายถึงความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน
- ไฮโดรเจนมีสภาพเป็นกรดค่อนข้างมาก ยิ่งค่า pKa ต่ำลงเท่าใด
- ความสัมพันธ์ระหว่างค่า pH และค่า pK กำหนดโดยสมการ Henderson-Hasselbach ซึ่งแตกต่างกันสำหรับกรดหรือเบส
- ความสัมพันธ์ระหว่างค่าครอบครัวเหล่านี้มาจากสมการ Henderson-Hasselbach ซึ่งกรดหรือเบสต่างกัน
»ในปฏิกิริยาระหว่างกรดและเบส กรดทำหน้าที่เป็นตัวให้โปรตอนและเบสทำหน้าที่เป็นตัวรับโปรตอน»
สูตร
pKa = -log 10K
- pKa คือลอการิทึมฐาน 10 ของค่าคงที่การแยกตัวของกรด (Ka)
- ค่า pKa ยิ่งต่ำ แสดงว่ากรดยิ่งแรง
- มาตราส่วน การคำนวณ และค่าคงที่ประเภทนี้อ้างอิงถึงความแข็งแรงของเบสและกรด และความเป็นด่างหรือกรดของสารละลาย
- เหตุผลหลักที่ใช้ pKa เป็นเพราะอธิบายการแยกตัวของกรดโดยใช้เลขทศนิยมเล็กน้อย ข้อมูลประเภทเดียวกันสามารถหาได้จากค่า Ka อย่างไรก็ตาม ค่าเหล่านี้มักจะเป็นตัวเลขที่น้อยมากที่ระบุในสัญกรณ์วิทยาศาสตร์ ซึ่งยากสำหรับคนส่วนใหญ่ที่จะเข้าใจ
ตัวอย่างเช่น
pKa ของกรดอะซิติกคือ 4.8 ในขณะที่ pKa ของกรดแลคติคคือ 3.8 เมื่อใช้ค่า pKa จะเห็นว่ากรดแลคติกเป็นกรดที่แรงกว่ากรดอะซิติก
pKa และความจุบัฟเฟอร์
นอกจากการใช้ pKa เพื่อวัดความแรงของกรดแล้ว ยังสามารถใช้ในการเลือกบัฟเฟอร์ได้อีกด้วย เป็นไปได้เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่าง pKa และ pH:
pH = pKa + log10 ([A -] / [AH]) ซึ่งใช้วงเล็บเพื่อระบุความเข้มข้นของกรดและคอนจูเกตเบส
สามารถเขียนสมการใหม่เป็น: Ka / [H +] = [A -] / [AH] นี่แสดงว่า pKa และ pH เท่ากันเมื่อครึ่งหนึ่งของกรดแยกออกจากกัน ความสามารถในการบัฟเฟอร์ของสปีชีส์หรือความสามารถในการรักษาค่า pH ของสารละลายจะยิ่งใหญ่ที่สุดเมื่อค่า pKa และค่า pH อยู่ใกล้กัน ดังนั้น เมื่อเลือกบัฟเฟอร์ ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือค่า pKa ใกล้เคียงกับค่า pH เป้าหมายของสารละลายเคมี