pKa по Ka: простая формула и онлайн-калькулятор

Представьте, что кислота — это команда, которая отдаёт протоны (H⁺). Ka (константа кислотности) показывает, насколько охотно она это делает. Если Ka большой — кислота сильная, почти все молекулы распались. Если Ka маленький — кислота слабая, лишь некоторые отдали протоны.

pKa — это просто «перевод» Ka в более удобные числа, как pH для концентрации H⁺. Берём Ka и считаем отрицательный десятичный логарифм. Получаем компактное число: например, для уксусной кислоты Ka = 1,75×10⁻⁵, а pKa = 4,76. Теперь вместо «10 в минус пятой» мы оперируем привычными 4,76.

В химии pKa используют везде: от буферных растворов до биологических систем. Понимание этой величины — ключ к сотням задач.

Если хотите быстро перевести одно в другое, используйте Калькулятор pKa по Ka — он сделает всё мгновенно.

Формула одна, запомнить легко:

• pKa — отрицательный десятичный логарифм константы кислотности (безразмерная величина);
• log₁₀ — десятичный логарифм (по основанию 10);
• Ka — константа кислотности, обычно записывается в виде a × 10⁻ⁿ.

На практике Ka берут из таблиц или из доказанных опытов. Затем вы просто подставляете число в калькулятор (или считаете на бумаге) и получаете pKa. Обратный переход: Ka = 10^(-pKa). Всё симметрично.

Шаг 1. Записываем Ka = 1,8×10⁻⁵.

Шаг 2. Считаем логарифм: log₁₀(1,8×10⁻⁵) = log₁₀(1,8) + log₁₀(10⁻⁵) = 0,255 + (-5) = -4,745.

Шаг 3. Берём с минусом: pKa = -(-4,745) = 4,745 ≈ 4,75.

Готово! Теперь вы знаете pKa уксусной кислоты — 4,75 (обычно округляют до двух знаков). Проверьте на Калькуляторе pKa по Ka.

Угольная кислота H₂CO₃ — слабая, её Ka₁ = 3,0×10⁻⁷.

Шаг 1. Ka = 3,0×10⁻⁷.

Шаг 2. log₁₀(3,0×10⁻⁷) = log₁₀(3,0) + (-7) = 0,477 – 7 = –6,523.

Шаг 3. pKa = –(–6,523) = 6,523 ≈ 6,52.

Ответ: pKa₁ угольной кислоты ≈ 6,52. Это значит, что в растворе она диссоциирует слабее уксусной (pKa=4,75).

Возьмём Ka = 1,0×10⁻¹⁰. По формуле:

Шаг 1. Ka = 1,0×10⁻¹⁰.

Шаг 2. log₁₀(1,0×10⁻¹⁰) = 0 + (–10) = –10.

Шаг 3. pKa = –(–10) = 10,0.

Заметьте: если Ka = 10⁻ⁿ, то pKa = n. Это частный случай, когда a=1. Пример: фенол (C₆H₅OH) имеет Ka ≈ 1,0×10⁻¹⁰, pKa = 10. Теперь вы умеете считать pKa для любых значений.

1. Забывают знак минус. pKa = -log(Ka), а не просто log(Ka). Всегда ставьте минус!
2. Неверный логарифм множителя. Если Ka = 2,5×10⁻⁴, то log(2,5×10⁻⁴) = log(2,5)+log(10⁻⁴)=0,398–4=–3,602, затем минус даёт 3,602. Многие ошибочно считают log(10⁻⁴)=-4 и сразу pKa=4 — это верно только для a=1.
3. Путаница pKa и pH. pKa — характеристика кислоты, pH — среды. Они связаны, но не равны.

Самый простой способ избежать ошибок — доверить счёт Калькулятору pKa по Ka и перепроверить себя.

Попробуйте решить сами, затем сверьтесь с ответами.

1. Ka = 1,0×10⁻⁵. Найдите pKa. Ответ: 5,00.
2. Ka = 6,3×10⁻⁸. Найдите pKa. Ответ: 7,20 (log 6,3 ≈ 0,799).
3. Ka = 4,5×10⁻⁴. Найдите pKa. Ответ: 3,35.
4. pKa = 9,2. Найдите Ka. Ответ: Ka = 6,31×10⁻¹⁰.

pKa жизненно важен в биохимии, фармацевтике, аналитической химии. Например, выбор pH для разделения смесей кислот, расчёт буферной ёмкости, определение формы лекарства (ионизированная или нет) — всё это требует точного pKa. Для сильных кислот (HCl, H₂SO₄) Ka огромна и pKa отрицательна (например, HCl ≈ –6). Для очень слабых (вода) pKa ≈ 15,7. Ориентируйтесь: pKa < 0 — сильная кислота, 0–10 — слабая, 10–14 — очень слабая.