pH versus pKa
Normaal gesproken 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 produceren water en reageren met metalen vorm H 2; verhoog dus de snelheid van metaalcorrosie. Het vermogen om een proton te doneren is kenmerkend voor een zuur en op basis van deze eigenschap worden de pH- en PKa-waarden berekend.
pH
pH is een schaal die kan worden gebruikt om de zuurgraad of basiciteit in een oplossing te meten. De schaal heeft nummers van 1 tot 14. pH 7 wordt als een neutrale waarde beschouwd. Zuiver water zou pH 7 hebben. Op de pH-schaal zijn 1-6 zuren weergegeven. Zuren kunnen worden onderverdeeld in twee, op basis van hun vermogen om te dissociëren en protonen te produceren. Sterke zuren zoals HCl, HNO 3 worden volledig geïoniseerd in een oplossing om protonen te geven. Zwakke zuren zoals CH 3 COOH dissociëren gedeeltelijk en geven minder hoeveelheden protonen. Een zuur met pH 1 zou erg sterk zijn, en naarmate de pH-waarde toeneemt, neemt de zuurgraad af. Daarom geven de pH-waarden meer dan 7 basiciteit aan. Naarmate de basiciteit toeneemt, zal de pH-waarde ook toenemen en zullen sterke basen pH-waarde 14 hebben.
De pH-schaal is logaritmisch. Het kan worden geschreven zoals hieronder in verhouding tot de H + -concentratie in de oplossing.
pH = -log [H +]
In een basisoplossing zijn er geen H + s. Daarom kan in zo'n situatie pOH worden bepaald uit de –log [OH -] waarde.
Omdat pH + pOH = 14; De pH-waarde van een basische oplossing kan ook worden berekend. Er zijn pH-meters en pH-papier in laboratoria, waarmee pH-waarden direct kunnen worden gemeten. pH-papier geeft geschatte pH-waarden, terwijl pH-meters nauwkeurigere waarden geven.
pKa
Zuurheid is de toestand van een zuur. Dit hangt samen met de mate van zuur zijn. Zuren kunnen worden onderverdeeld in twee, op basis van hun vermogen om te dissociëren en protonen te produceren. Sterke zuren zoals HCl, HNO 3 worden in een oplossing volledig geïoniseerd om protonen te geven. Zwakke zuren zoals CH 3 COOH dissociëren gedeeltelijk en geven minder hoeveelheden protonen. K a 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 weergegeven in het onderstaande voorbeeld.
CH 3 COOH (aq) + H 2 O (l) CH 3 COO - (aq) + H 3 O + (aq)
Het evenwicht voor het bovenstaande kan worden geschreven als, E = [CH3COO-] [H3O +] / [CH3COOH] [H2O]
Deze vergelijking kan worden herschreven zoals hieronder door de constante te veranderen in zure dissociatieconstante.
Ka = [CH3COO–] [H3O +] / [CH3COOH]
Het omgekeerde van de logaritme-waarde van Ka is de pKa-waarde. Dit is een andere manier om de zuurgraad uit te drukken.
pKa = -log K a
Voor een sterker zuur is de Ka-waarde groter en de pKa-waarde kleiner. En voor een zwak zuur is het het tegenovergestelde.
Wat is het verschil tussen pH en pKa?
• pH is het omgekeerde van de logaritme van de H + -concentratie. pKa is de logaritme van de Ka-waarde.
• pH geeft een idee over de hoeveelheid H + -ionen die in het medium aanwezig zijn. pKa-waarde geeft een idee aan welke kant het evenwicht de voorkeur heeft (de mate van zuurdissociatie).
• Zowel pH als pKa zijn gerelateerd aan de Henderson-Hasselbalch-vergelijking: pH = pKa + log ([A -] / [HA])
