pH versus pKa
Normaal identificeren we een zuur als een protondonor. Zuren hebben een zure smaak. Limoensap, azijn zijn twee zuren die we bij ons thuis tegenkomen. Ze reageren met basen die water produceren en reageren met metalen om H te vormen2; verhoog dus de corrosiesnelheid van het metaal.Het vermogen om een proton te doneren is kenmerkend voor een zuur. PKa-waarden worden berekend op basis van deze eigenschap.
pH
pH is een schaal die kan worden gebruikt om de zuurgraad of basiciteit in een oplossing te meten. De schaal heeft getallen van 1 tot 14. pH 7 wordt als een neutrale waarde beschouwd. Van zuiver water wordt gezegd dat het pH 7 heeft. In de pH-schaal zijn 1-6 zuren vertegenwoordigd. Zuren kunnen worden onderverdeeld in twee, op basis van hun vermogen om te dissociëren en protonen te produceren. Sterke zuren zoals HCl, HNO3 zijn volledig geïoniseerd in een oplossing om protonen te geven. Zwakke zuren zoals CH3COOH dissocieert gedeeltelijk en geeft minder hoeveelheden protonen. Van een zuur met pH 1 wordt gezegd dat het erg sterk is en naarmate de pH-waarde stijgt, neemt de zuurgraad af. Daarom geven de pH-waarden van meer dan 7 de basiciteit aan. Naarmate de basiciteit toeneemt, neemt de pH-waarde ook toe en hebben sterke basen een pH-waarde van 14.
pH-schaal is logaritmisch. Het kan als volgt worden geschreven ten opzichte van de H+ concentratie in de oplossing.
pH = -log [H+]
In een basisoplossing is er geen H+s. Daarom kan in een dergelijke situatie pOH worden bepaald uit -log [OH-] waarde.
Sinds, pH + pOH = 14; De pH-waarde van een basisoplossing kan ook worden berekend. Er zijn pH-meters en pH-papiersoorten in laboratoria die kunnen worden gebruikt om de pH-waarden rechtstreeks te meten. pH-papier geeft een benaderde pH-waarde, terwijl pH-meters nauwkeuriger waarden geven.
pKa
Zuurgraad is de toestand van het zijn van een zuur. Dit hangt samen met de mate waarin je een zuur bent. Zuren kunnen worden onderverdeeld in twee, op basis van hun vermogen om te dissociëren en protonen te produceren. Sterke zuren zoals HCl, HNO3 zijn volledig geïoniseerd in een oplossing, om protonen te geven. Zwakke zuren zoals CH3COOH dissocieert gedeeltelijk en geeft minder hoeveelheden protonen. Keen is de zuurdissociatieconstante. Het geeft een indicatie van het vermogen van een zwak zuur om een proton te verliezen. In een waterig medium is een zwak zuur in evenwicht met zijn geconjugeerde base zoals getoond in het onderstaande voorbeeld.
CH3COOH(Aq) + H2O(L) CH3COO-(Aq) + H3O+(Aq)
Het evenwicht voor het bovenstaande kan worden beschreven als,
E = [CH3COO-] [H3O +] / [CH3COOH] [H2O]
Deze vergelijking kan worden herschreven zoals hieronder, waarbij de constante tot zure dissociatieconstante wordt gewijzigd.
Ka = [CH3COO-] [H3O +] / [CH3COOH]
De reciproke waarde van de logaritme van Ka is de pKa-waarde. Dit is een andere manier om de zuurgraad uit te drukken.
pKa = -log Keen
Voor een sterker zuur is de Ka-waarde groter en is de pKa-waarde kleiner. En voor een zwak zuur is het het tegenovergestelde.
Wat is het verschil tussen pH en pKa? • pH is de reciproque van de logaritme van H+ concentratie. pKa is de logaritme van de Ka-waarde. • pH geeft een idee over de hoeveelheid H+ionen aanwezig in het medium. pKa-waarde geeft een idee van aan welke kant het evenwicht de voorkeur heeft (de mate van dissociatie van zuren). • Zowel pH als pKa zijn gerelateerd door Henderson-Hasselbalch-vergelijking: pH = pKa + log ([A-] / [HA]) |