pKa = −log₁₀(Ka) 식으로 산 해리 상수 Ka를 pKa로 변환하고, 짝염기의 상수 Kb와 pKb를 함께 읽어낸다.
입력
산이 물에서 이온화하는 평형 상수 Ka. 값이 클수록 더 강한 산이다.
결과
값을 입력하면 계산 결과가 표시됩니다.
Ka의 음의 상용로그. pKa가 낮을수록 더 강한 산이며, 한 단위는 Ka의 10배 변화에 해당한다.
세부 정보
짝염기의 염기 해리 상수로 Kb = Kw/Ka이다. 25 °C에서 Kw = 1.0×10⁻¹⁴를 사용한다.
짝염기의 pKb로, 25 °C에서 14 − pKa와 같다.
산 해리 상수 는 산이 물에서 얼마나 완전히 이온화하는지를 측정하지만, 그 값은 강산의 약 에서 가장 약한 산의 까지 수십 자릿수에 걸쳐 분포한다. 척도는 그 범위를, pH가 수소 이온 농도에 대해 그렇게 하듯이 다루기 쉬운 수로 압축한다. 이 계산기는 를 로 변환하고 짝염기의 와 를 보고하는데, 이는 화학과 생화학 전반에서 산을 순위 매기고 비교하는 데 쓰이는 양이다.
로그를 이용한 정의
는 해리 상수의 음의 상용로그이다.
관계가 로그이므로 한 단위 차이는 의 열 배 차이에 해당한다. 가 낮을수록 더 강한 산을 표시한다.
비교적 작은 는 아세트산이 약산임을 표시하며, 그 짝염기인 아세트산 이온은 그에 상응하여 매우 약한 염기이다.
척도가 유용한 이유
로그는 다루기 까다로운 지수적 양을 비교하기 쉽고 식에 넣기 편한 선형 척도로 바꾼다. 는 완충 관계식에 직접 등장하며, 이는 헨더슨-하셀바흐 식 계산로 다룬다. 여기서 완충 용액은 pH가 산의 가까이 있을 때 가장 효과적이다. 수소 이온 농도로부터 용액의 pH를 구하려면 pH 계산를, 약산이 실제로 어느 정도 해리되는지를 보려면 이온화 백분율 계산기를 사용한다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
pKa란 무엇인가
pKa는 산 해리 상수 Ka의 음의 상용로그이다. 여러 자릿수에 걸쳐 매우 넓게 분포하는 Ka 값을, pH가 수소 이온 농도에 대해 그렇게 하듯이 다루기 쉬운 척도로 압축한다. pKa가 낮을수록 더 강한 산을 나타낸다.
Ka를 pKa로 어떻게 변환하는가
pKa = −log₁₀(Ka)를 사용한다. 예를 들어 아세트산은 Ka = 1.8×10⁻⁵이므로 pKa = −log₁₀(1.8×10⁻⁵) ≈ 4.74이다. 반대로 가려면 Ka = 10^(−pKa)이다. 관계가 로그이므로 pKa 한 단위 차이는 Ka의 10배 차이에 해당한다.
pKa는 산의 세기와 어떻게 관련되는가
pKa가 작을수록 더 강한 산이다. 강산은 Ka가 크고, 큰 수의 로그에 음의 부호를 붙이면 작아지기 때문이다. 강산은 pKa가 대략 −1.7 미만이고 약산은 보통 2와 12 사이에 있다. pKa 값을 비교하는 것이 산의 세기를 순위 매기는 표준 방법이다.
짝산·짝염기에서 Ka와 Kb는 어떻게 관련되는가
짝산·짝염기 쌍에 대해 Ka × Kb = Kw이며, Kw는 물의 이온곱(25 °C에서 1.0×10⁻¹⁴)이다. 음의 로그를 취하면 pKa + pKb = 14이다. 따라서 강산(낮은 pKa)은 필연적으로 매우 약한 짝염기(높은 pKb)를 가지며, 이 때문에 계산기가 두 짝을 모두 보고한다.
