Unterschied zwischen pKa und pKb

Schlüsseldifferenz - pKa vs. pKb
 

pKa und pKb sind in der Chemie gebräuchliche Begriffe, die als Dissoziationskonstanten bezeichnet werden. pKa ist Säuredissoziationskonstante, und pKb ist Basendissoziationskonstante. Diese Begriffe werden verwendet, um das Arbeiten mit sehr großen oder sehr kleinen Werten zu erleichtern. Das "p" in diesen Begriffen steht für "negativen Logarithmus". Das Hauptunterschied zwischen pKa und pKb ist das pKa ist der negative Logarithmus von Ka, während pKb der negative Logarithmus von Kb ist.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist pKa?
3. Was ist pKb?
4. Beziehung zwischen pKa und pKb
5. Side-by-Side-Vergleich - pKa vs. pKb in Tabellenform
6. Zusammenfassung

Was ist pKa??

pKa ist der negative Logarithmus von Ka. Ka ist die Säuredissoziationskonstante einer Lösung. Es ist eine quantitative Messung der Stärke einer Säure in einer Lösung. Säuren sind chemische Verbindungen, die ein oder mehrere Wasserstoffionen (Protonen) an eine Lösung abgeben können. Wenn die Säuredissoziation konstant ist; Ka ist höher. Dies bedeutet, dass Säure vollständig (oder nahezu vollständig) in Ionen zerlegt wird, die Wasserstoffionen bilden. Dann zeigt es an, dass Säure eine starke Säure ist. Da pKa der negative logarithmische Wert von Ka ist, ist pKa ein kleinerer Wert für starke Säure.

pKa = -log₁₀K_ein

Je niedriger der pKa-Wert ist, desto stärker ist die Säure. Je höher der pKa-Wert ist, desto schwächer ist die Säure. Anhand der pKa-Werte verschiedener Säuren können die relativen Säurestärken verglichen werden. Anstatt Ka-Werte zu verwenden, werden die pKa-Werte gemeinsam verwendet, da sie die Arbeit mit sehr großen oder sehr kleinen Zahlen mit kleinen Dezimalstellen erleichtern.

Abbildung 01: Die pKa-Werte von Phenol und Nitrophenol: Nitrophenol ist aufgrund seines im Vergleich zu Nitrophenol geringeren pKa-Werts eine stärkere Säure als Phenol.

Neben dem Vergleich der Säurestärke werden auch die pKa-Werte verwendet, um geeignete Puffer auszuwählen. Gemäß der Henderson-Hasselbalch-Gleichung besteht ein Zusammenhang zwischen pH und pKa eines Systems.

pH = pK_ein + Log₁₀([EIN^-]/[AH])

zur Dissoziation von HA-Säure. Diese Gleichung kann wie folgt umgeschrieben werden.

K_ein/ [H⁺] = [A^-]/[AH]

Gemäß dieser Gleichung sind die pKa- und pH-Werte des gleichen Systems gleich, wenn die Hälfte der Säure dissoziiert wurde. Da die Pufferkapazität eines Systems die Fähigkeit ist, den pH-Wert einer Lösung aufrechtzuerhalten, sollte der Puffer ausgewählt werden, bei dem der pKa-Wert und der pH-Wert sehr nahe beieinander liegen.

Was ist pKb??

pKb ist der negative Logarithmus von Kb. Kb ist die Basendissoziationskonstante. Sie dient zur quantitativen Bestimmung der Stärke einer Base. Wenn eine Base in Wasser gelöst wird, dissoziiert sie in Ionen und bildet eine basische Lösung. Starke Basen lösen sich vollständig auf. Schwache Basen dissoziieren teilweise.

pKb = -log₁₀K_b

Das „p“ in pKb steht für „negativen Logarithmus“. Da die meisten Kb-Werte sehr groß oder sehr klein sind, werden negative Logarithmen dieser Werte verwendet, um die Handhabung zu erleichtern. Daher kann ein großer Kb-Wert durch einen kleinen pKb-Wert mit kleinen Dezimalstellen gekennzeichnet werden.

Wie ist die Beziehung zwischen pKa und pKb?

Die Beziehung zwischen Ka und Kb ist wie folgt angegeben.

Kw = Ka.Kb

Dann ist die Beziehung zwischen pKa und pKb gegeben als ((bei 25)^OC)

pKa + pKb = 14

Was ist der Unterschied zwischen pKa und pKb?

pKa vs pKb
pKa ist der negative Logarithmus von Ka.	pKb ist der negative Logarithmus von Kb.
Natur
pKa wird für Säuren angegeben.	pKb wird für Basen angegeben.
Beziehung zur Dissoziationskonstante
pKa steht in Beziehung zur Säuredissoziationskonstante.	pKb ist auf die Basendissoziationskonstante bezogen.
Hinweise
Je kleiner der pKa-Wert, desto stärker die Säure.	Je kleiner der pKb-Wert, desto schwächer die Basis.

Zusammenfassung - pKa vs pKb

pKa und pKb werden zum Vergleich der Stärke von Säuren bzw. Basen verwendet. Für saure Dissoziationen wird pKa angegeben. pKb wird für die Dissoziation von Basen angegeben. Der Unterschied zwischen pKa und pKb besteht darin, dass pKa der negative Logarithmus von Ka ist, während pKb der negative Logarithmus von Kb ist.

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Referenz:

1.Helmenstine, Anne Marie, D. „pKa Definition in Chemistry“. ThoughtCo, 15. September 2017. Hier verfügbar
2.Helmenstine, Anne Marie, D. „Beziehung zwischen pH und pKa: Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung.“ ThoughtCo, 1. Dezember 2017. Hier verfügbar  
3. "Beziehung zwischen Ka und Kb." Khan Academy. Hier verfügbar 

Bildhöflichkeit:

1.'PKa Phenol vs Nitrophenol'By Hbf878 - Eigene Arbeit, (Public Domain) via Commons Wikimedia