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Lorsqu'ils citent la force d'un acide, les chimistes utilisent souvent la constante de dissociation Ka, mais ce nombre peut varier de plusieurs ordres de grandeur d'un acide à l'autre. Pour créer un nombre plus facile à gérer, les chimistes définissent la valeur pKa en tant que logarithme négatif de la valeur Ka: pKa = -log Ka. Si vous connaissez déjà la valeur de pKa pour un acide et que vous avez besoin de la valeur de Ka, vous le trouverez en prenant l'antilog. En pratique, cela signifie élever les deux côtés de l’égalité aux exposants de 10.
Définition de Ka
Dans la formulation d’acides en solution de Bronsted-Lowry, l’acide donne un proton et la solution en accepte un. La solution devient une solution contenant une base conjuguée - qui est le produit de l'acide ayant perdu un proton - et un acide conjugué. Théoriquement, cette réaction peut se produire dans les deux sens. Lorsque le solvant est de l’eau, cela s’écrit:
HA + H2O <==> H3O+ + Un-
Il est possible de déterminer cette force de l’acide d’origine en divisant les concentrations de l’acide conjugué et de la base par les concentrations de l’acide et de la base d’origine. Lorsque le solvant est de l’eau, il n’est pas pris en compte. Cette opération vous donne la constante de dissociation Ka:
Ka = /
Lorsque Ka est grand, cela signifie que les ions conjugués ne sont pas assez puissants pour déplacer la réaction dans la direction opposée, ce qui indique un acide fort.
pKa rend les choses plus faciles
La constante de dissociation pour un acide fort peut atteindre 107pour un acide faible, il peut être aussi bas que 10-12. Pour créer un nombre plus facile à gérer, les chimistes ont créé la valeur pKa:
pKa = -log Ka
Un acide fort avec une constante de dissociation de 107 a un pKa de -7, tandis qu'un acide faible avec une constante de dissociation de 10-12 a un pKa de 12. En plus d’être plus facile à utiliser, les valeurs de pKa ont une relation inverse avec la force de l’acide. En d'autres termes, un faible pKa indique un acide fort et inversement.
Conversion de pKa en ka
Dans certains tableaux, vous pouvez trouver la valeur pKa dans la liste, mais vous pouvez avoir besoin de la valeur Ka pour la brancher dans vos équations. L'opération mathématique que vous effectuez est Ka = antilog (-pKa). Vous résolvez ceci en élevant les deux côtés de la relation initiale aux puissances de 10 pour obtenir:
Ka = 10(-pKa)
Lorsque pKa est un nombre entier, tel que -7, cette opération est facile à effectuer, mais lorsqu'il contient une fraction, telle que 7.5, vous devrez peut-être rechercher la valeur dans une table. Vous pouvez également le trouver sur une calculatrice scientifique en saisissant le numéro et en appuyant sur la touche exposant, qui ressemble à un chapeau (^) ou est indiquée par 10.X. N'oubliez pas que pKa est exprimé sous la forme d'un logarithme commun (base 10) et non d'un logarithme naturel (base e). Vous devez donc rechercher un tableau ou sélectionner une fonction de votre calculatrice qui élève le nombre à une puissance de 10 plutôt qu'à un pouvoir de e.