العلاقة بين ال pH وال pKa

موضوع: العلاقة بين ال pH وال pKa 24/11/2010, 07:48

pH and pKa

A molecule, or an atom group in a molecule, may lose or gain a proton when the molecule is placed in an aqueous solution. The exact probability that a molecule will be protonated or deprotonated depends on the pKa of the molecule and the pH of the solution.

الجزيئ او المجموعه من الذرات داخل الجزيئ فانها تكسب او تفقد بروتون عندما يوضع هذا الجزيئ داخل محلول واحتمال ان الجزئ اما يكسب بروتون او يفقد بروتون وهذا بالاعتماد على pKa للجزئ وال pH للمحلول
Let AH be an atom group in a molecule. AH could be neutral or charged. After AH loses a proton, it is denoted by A- . The protonation/deprotonation reaction may be written as
على فرض ان AH عبارة عن ذرات داخل جزيئ فان ال AH اما تكون مشحونه او غير مشحونه ,وبعد ان تفقد ال AH بروتون فأنها تصبح A- ومقدار البروتونات المكتسبة على المفقودة تكتب هكذا :

AH__________ H + + A -J

وهذا يمكن تعريفه حسب

Ka = [H+] [A -] / [AH] J

حيث ان [ ] يعبر فيا عن تركيز الذرات

وعند اخذ الوغاريتم لكل اتجاه

تصبح :

Log Ka = log [H+] + log [A -] [AH]J

pKa = - log Ka

pH = - log [H+]J
J

وبالتالي تصبح المعادلة

pKa = pH – log [A -] [AH]J

من خلال المعادلات السابقة يمكن ملاحظة ما يلي

1- الاحماض القوية لايكون لها Ka
وذلك لان تأينها يكون كليا اي ان السهم يكون باتجاه واحد اما الاحماض الضعيفه فأنه يحدث لها تأين جزئي يستدل عليه بالرمز Ka حيث من خلاله يمكن الحصول على قيمة ال pH

مثلا لو كان لدية اسيتك اسد ال Ka له تساوي 0.1 فأنه يتأين في الوسط الحامضي الى

CH3COOH__________ CH3COO- + H

وحسب القانون التالي :

Ka = [H+] [A -] / [AH] J

0.1 = [X] [X] / [0.1-X]

حيث ان J[0.1-X] =0.1

وذلك لان قيمة ال X صغيرة ويمكن اهمالها

0.1 = [X2] / [0.1]

بالضرب التبادلي نحصل على ما يلي

0.01= [X2]

0.1= [X]

وبهذه الطريقة نستخرج قيمة

pH وبعد اخذ الوغاريتم لهذه القيمه نكون حصلنا على ال [H +] والتي تساوي X

للمحلول

From the last equation, we can see that half of molecules will lose protons if they are in a solution with pH = pKa. The higher the pH value, the more likely a molecule will lose a proton. On the other hand, from the definition of pH, we find that the proton concentration of a solution becomes lower at higher pH, thereby capable of accepting more protons. This physical concept is consistent with the result we just obtained from the equation.
من المعادلة الاخيره يمكن ان نلاحظ ان الجزيئ ممكن ان يفقد نصف بروتوناته في حالة ان pH = pKa
يعني:
في حالة ان ال pH = pKa فهذا يعني ان [A -] = [AH]
وعندما تكون قيمة ال pH عالية يعني ان اكثر عدد من البروتونات سيفقد.
ومن تعريف ال pH:
pH = - log [H+] J

يمكن ملاحظة ما يلي عندما تكون ال pH عالية فان قيمة تركيز ال H تكون منخفضة والعكس صحيح