首页 >
酸度系数
✍ dations ◷ 2025-04-03 19:05:25 #酸度系数
酸度系数(英语:Acid dissociation constant,又名酸解离常数,代号Ka、pKa、pKa值),在化学及生物化学中,是指一个特定的平衡常数,以代表一种酸解离氢离子的能力。该平衡状况是指由一种酸(HA)中,将氢离子(即质子)转移至水(H2O)。水的浓度是不会在系数中显示的。一种酸的pKa越大则酸性越弱,pKa越小则酸性越强(反过来说,Ka值越大,解离度高,酸性越强,Ka值越小,部分解离,酸性越弱)。pKa<0的酸在水中是强酸,介于0与4.0之间为中强酸,其他为弱酸。离解的化学反应(酸的电离反应通式)为:平衡状况亦会以氢离子来表达,反映出酸质子理论:平衡常数的方程为:由于在不同的酸这个常数会有所不同,所以酸度系数会以常用对数的加法逆元,以符号pKa,来表示:在同一的浓度下,较大的Ka值(或较少的pKa值)离解的能力较强,代表较强的酸。一般来说,Ka>1(或pKa<0),则为强酸;Ka<10-4(或pKa>4),则为弱酸。利用酸度系数,可以容易的计算酸的浓度、共轭碱、质子及氢氧离子。如一种酸是部分中和,Ka值可以用来计算出缓冲溶液的pH值。在亨德森-哈塞尔巴尔赫方程亦可得出以上结论。由此类比,亦可以为共轭碱A–定义碱度系数Kb及pKb:以下是平衡状态的离解常数:同样的,较大的Kb值代表较强的碱,这是因在同一的浓度下可以接收更多的质子。由于HA与A–的电离作用就等同于水的自我离子化,酸度系数与碱度系数的积就相等于水的离解常数(Kw),故pKa与pKb的和即为pKw。其中Kw在25℃下为1.0 × 10-14,pKw为14。由于Ka与Kb的积是一常数,较强的酸即代表较弱的共轭碱;较弱的酸,则代表较强的共轭碱。作为一个平衡常数,酸度系数Ka是以反应物与化合物,更准确的应是质子化状态(AH)与脱质子化状态(A–)的自由能差ΔG°来计算。分子的相互作用偏向脱质子化状态时会提升Ka值(因与的比增加),或是降低pKa值。相反的,分子作用偏向质子化状态时,Ka值会下降,或提升pKa值。举例假设AH在质子化状态下释放一个氢键给原子X,这个氢键在脱质子化状态下是欠缺的。因质子化状态有着氢键的优势,pKa值随之而上升(Ka下降)。pKa值的转移量可以透过以下方程从ΔG°的改变来计算:其他的分子相互作用亦可以转移pKa值:只要在一个分子的滴定氢附近加入一个抽取电子的化学基(如氧、卤化物、氰基或甚至苯基),就能偏向脱质子化状态(当质子离解时须稳定余下的电子)使pKa值下降。例如将次氯酸连续氧化,就能得出不断上升的Ka值:HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4。次氯酸(HClO)与过氯酸(HClO4)Ka值的差约为11个数量级(约11个pKa值的转移)。静电的相互作用亦可对平衡状态有所影响,负电荷的存在会影响带负电、脱质子化物质的形成,从而提升了pKa值。这即是分子中的一组化学基的离子化,会影响另一组的pKa值。富马酸及马来酸是pKa值转移的经典例子。它们两者都有相同的分子结构,以两组双键碳原子来分隔两组羧酸。富马酸是反式异构体,而马来酸则是顺式异构体。按照其对称性,有人会想这两个羧酸拥有同样约为4的pKa值。在富马酸可以说是接近的推论,它的pKa值约为3.5及4.5。相反,马来酸却有着约1.5及6.5的pKa值。这是因当其中一个羧酸脱质子化时,另一组却形成一强烈的氢键与它连合,整体上来说,这个改变偏向了脱质子化状态下接受氢键的羧酸(由约4降至1.5),及偏向质子化状态下放出氢键的羧酸(由约4上升至6.5)。pKa值会影响一物质的特征,例如活跃性、水溶性及光谱性质。在生物化学上,蛋白质及氨基酸侧链的pKa值是对酶的活跃性及蛋白质的稳定性十分重要。以下列出一些物质在25℃水下量度的pKa值,同时列出酸性强于高氯酸的质子酸的Ho值:有多种技术来确定化学物质的pKa值,导致不同来源之间存在一些差异。
测量值之间通常有0.1个单位的误差。下列物质的数据都是在25℃时水中测得。
相关
- 脉搏脉搏(英语:Pulse)是体表可触摸到的动脉搏动。人体循环系统由心脏、血管、血液所组成,负责人体氧气、二氧化碳、养分及废物的运送。血液经由心脏的左心室收缩而挤压流入主动脉,随
- 藻类藻类,又称作悬浮植物,包括数种不同类以光合作用产生能量的生物,其中有属于真核细胞的藻类,也有属于原核细胞的藻类。它们一般被认为是简单的植物,并且一些藻类与比较高等的植物有
- 氢1s11蒸气压主条目:氢的同位素氢是一种化学元素,其化学符号为H,原子序为1。氢的原子量为7000100794000000000♠1.00794 u,是元素周期表中最轻的元素。单原子氢(H)是宇宙中最常见的
- 疖疖(boil、furuncle)是毛囊炎的一种,其常见起因为金黄色葡萄球菌感染,可导致皮肤上出现一片由脓和死亡组织累积形成之有痛感的肿块。肿胀的疖肿基本上为充满脓液的结节。单独的疖
- 个体个体(英语:individual),一般指一个人或是一个群体中的特定主体,指人时也称个人。个体性(英语:individuality,或selfhood),又称个性,则是指能够成为一个个体的特性或是状态。在生物学中,
- 英格兰– 欧洲(绿色及深灰色)– 英国(绿色)英格兰(英语:England),又称作英伦、英国,是英国的一个构成国,位于大不列颠岛的东南方,苏格兰以南,威尔士以东,是英国面积最大,人口最多,经济最发达的
- 字元编码字符编码(英语:Character encoding)、字集码是把字符集中的字符编码为指定集合中某一对象(例如:比特模式、自然数序列、8位组或者电脉冲),以便文本在计算机中存储和通过通信网络的
- 亲密关系亲密关系是人际关系的一种。它有如下几个特点:亲密关系在人类的生活经历方面占有举足轻重的地位。人类与生俱来地具有一种归属感和去爱别人的需要,而当这些需要被满足时,亲密关
- 国立台湾大学医学院国立台湾大学医学院,简称台大医学院,为国立台湾大学学院之一。是台湾最早成立的医学院校,成立于1897年。院区位于台北市中正区中山南路与仁爱路交叉口,建筑有日治时期的二号馆(今
- 人类智力智力或智能(英语:Intelligence)是指生物一般性的精神能力。这个能力包括以下几点:推理、理解、计划、解决问题、抽象思维、表达意念以及语言和学习的能力。尽管智力的定义与重要