PH және pKa арасындағы айырмашылық

2024 Автор: Alex Aldridge | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 13:43

pH және pKa

Біз әдетте қышқылды протон доноры ретінде анықтаймыз. Қышқылдардың қышқыл дәмі бар. Әк шырыны, сірке суы - біздің үйде кездесетін екі қышқыл. Олар су түзетін негіздермен әрекеттеседі және металдармен әрекеттесіп, H_{2 түзеді; осылайша металл коррозиясының жылдамдығын арттырады. Протонды беру қабілеті қышқылға тән және pH, PKa мәндері осы сипаттама негізінде есептеледі.}

pH

pH – ерітіндідегі қышқылдықты немесе негізділікті өлшеу үшін қолданылатын шкала. Шкалада 1-ден 14-ке дейінгі сандар бар. рН 7 бейтарап мән ретінде қарастырылады. Таза су рН 7 деп айтылады.рН шкаласында 1-6 қышқылдан тұрады. Қышқылдарды диссоциациялау және протондарды шығару қабілетіне қарай екіге бөлуге болады. HCl, HNO₃ сияқты күшті қышқылдар ерітіндіде толығымен иондалып, протондар береді. CH_{3COOH сияқты әлсіз қышқылдар ішінара диссоциацияланады және протондардың аз мөлшерін береді. РН 1 болатын қышқыл өте күшті деп аталады, ал рН мәні жоғарылаған сайын қышқылдық төмендейді. Сондықтан 7-ден жоғары рН мәндері негізді көрсетеді. Негізгілік жоғарылаған сайын рН мәні де артады және күшті негіздер рН мәні 14 болады.}

pH шкаласы логарифмдік. Оны ерітіндідегі H^{+ концентрациясына қатысты төмендегідей жазуға болады.}

pH=-log [H^+]

Негізгі шешімде H⁺ жоқ. Сондықтан, мұндай жағдайда pOH мәні –log [OH^{–] мәнінен анықталуы мүмкін.}

Себебі, pH + pOH=14; Негізгі ерітіндінің рН мәнін де есептеуге болады. Зертханаларда рН өлшеуіштері мен рН қағаздары бар, оларды рН мәндерін тікелей өлшеу үшін пайдалануға болады. pH қағаздары шамамен рН мәндерін береді, ал рН метрлері дәлірек мәндерді береді.

pKa

Қышқылдық – қышқылдық күй. Бұл қышқыл болу дәрежесіне байланысты. Қышқылдарды диссоциациялау және протондарды шығару қабілетіне қарай екіге бөлуге болады. HCl, HNO₃ сияқты күшті қышқылдар ерітіндіде толығымен иондалып, протондар береді. CH₃COOH сияқты әлсіз қышқылдар ішінара диссоциацияланады және протондардың аз мөлшерін береді. K_{a – қышқыл диссоциациясының тұрақтысы. Ол әлсіз қышқылдың протонды жоғалту қабілетінің көрсеткішін береді. Сулы ортада әлсіз қышқыл төмендегі мысалда көрсетілгендей конъюгат негізімен тепе-теңдікте болады.}

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

Жоғарыдағы тепе-теңдікті былай жазуға болады:

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

Бұл теңдеуді төмендегідей тұрақты мәнді қышқыл диссоциациясының тұрақтысына өзгерту арқылы қайта жазуға болады.

Ka=[CH3COO–] [H3O+] / [CH3COOH]

Ka логарифмінің кері мәні pKa мәні болып табылады. Бұл қышқылдықты білдірудің тағы бір жолы.

pKa=-log K_a

Күшті қышқыл үшін Ka мәні үлкенірек, ал pKa мәні кішірек. Ал әлсіз қышқыл үшін бұл керісінше.

РН мен рКа арасындағы айырмашылық неде?

• рН – H^{+ концентрациясының логарифмінің кері мәні. pKa – Ka мәнінің логарифмі.}

• pH ортадағы H^{+ иондарының мөлшері туралы түсінік береді. pKa мәні тепе-теңдіктің қай жаққа қолайлы екендігі туралы түсінік береді (қышқыл диссоциациясының дәрежесі).}

• pH және pKa екеуі де Хендерсон-Хассельбалх теңдеуі бойынша байланысты: pH=pKa + log ([A^–]/[HA])