เครื่องคำนวณ pKa
หมวดหมู่: เคมีสมการ Henderson-Hasselbalch:
การเตรียมบัฟเฟอร์
1. ละลายปริมาณที่ระบุในประมาณ 80% ของปริมาณสุดท้าย
2. ปรับ pH โดยใช้ pH เมตรหากจำเป็น
3. เติมน้ำเพื่อให้ถึงปริมาณสุดท้าย
ความจุบัฟเฟอร์
ช่วง pH ที่มีประสิทธิภาพ: 3.8 - 5.8
ความจุบัฟเฟอร์: 0.058 mol/L/pH
ป้อนค่า pKa หลายค่า
การกระจายของสปีชีส์เมื่อเปรียบเทียบกับ pH
สปีชีส์ที่เด่นชัดที่ pH 7.0
กราฟการไตเตรต
ตัวชี้วัดที่แนะนำ
เกี่ยวกับ pKa และเคมีกรด-เบส
แนวคิดพื้นฐาน
ค่า pKa คือ ลอการิธึมเชิงลบของค่าคงที่การแตกตัวของกรด (Ka) และแสดงถึง pH ที่กรดครึ่งหนึ่งแตกตัว
pKa = -log₁₀(Ka)
สำหรับกรด ค่า pKa ที่ต่ำกว่าจะบ่งบอกถึงกรดที่แข็งแกร่งกว่า ในขณะที่สำหรับเบส ค่า pKa ที่สูงกว่าของกรดที่เกิดจากการรวมตัวจะบ่งบอกถึงเบสที่แข็งแกร่งกว่า
จุดสำคัญ:
- ที่ pH = pKa กรดจะไอออไนซ์ 50%
- ที่ pH = pKa + 1 กรดจะไอออไนซ์ประมาณ 91%
- ที่ pH = pKa - 1 กรดจะไอออไนซ์ประมาณ 9%
- สารละลายบัฟเฟอร์ทำงานได้ดีที่สุดเมื่อ pH ≈ pKa (±1 หน่วย pH)
ค่า pKa ที่พบบ่อย
| สารประกอบ | pKa | ช่วง pH ที่มีประโยชน์ |
|---|---|---|
| กรดฟอสฟอริก (ครั้งที่ 1) | 2.15 | 1.15 - 3.15 |
| กรดซิตริก (ครั้งที่ 1) | 3.13 | 2.13 - 4.13 |
| กรดอะซิติก | 4.76 | 3.76 - 5.76 |
| MES | 6.15 | 5.15 - 7.15 |
| กรดฟอสฟอริก (ครั้งที่ 2) | 7.20 | 6.20 - 8.20 |
| TRIS | 8.06 | 7.06 - 9.06 |
| กรดคาร์บอนิก (ครั้งที่ 2) | 10.33 | 9.33 - 11.33 |
| กรดฟอสฟอริก (ครั้งที่ 3) | 12.32 | 11.32 - 13.32 |
เครื่องคำนวณ pKa คืออะไร?
เครื่องคำนวณ pKa เป็นเครื่องมือแบบโต้ตอบที่ช่วยให้คุณสำรวจและเข้าใจพฤติกรรมของกรด-เบส, สารละลายบัฟเฟอร์, และกระบวนการไทเทรชันในเคมี ไม่ว่าคุณจะเตรียมบัฟเฟอร์, วิเคราะห์การแตกตัวที่ค่า pH ต่างๆ หรือศึกษากราฟไทเทรชัน เครื่องมือนี้ช่วยให้กระบวนการเร็วขึ้นและชัดเจนขึ้น
มันมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับนักเรียน, ช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการ, และมืออาชีพที่ทำงานกับสารละลายเคมี โดยให้การสนับสนุนที่คล้ายกับเครื่องมืออย่าง เครื่องคำนวณโมลาริตี, เครื่องคำนวณไทเทรชัน, หรือ เครื่องมือหาน้ำหนักโมเลกุล
คุณสมบัติเด่นของเครื่องคำนวณ
- การคำนวณ Henderson-Hasselbalch: เข้าใจสถานะการแตกตัวของกรดหรือเบสที่ค่า pH ที่กำหนด
- การเตรียมบัฟเฟอร์: คำนวณปริมาณกรดและเบสที่ต้องผสมเพื่อสร้างสารละลายบัฟเฟอร์
- การวิเคราะห์ pKa หลายค่า: แสดงการกระจายของสปีชีส์สำหรับโมเลกุลที่มีค่าพีเคเอมากกว่าหนึ่งค่า
- กราฟไทเทรชัน: สร้างกราฟ pH เทียบกับปริมาตรสำหรับประเภทไทเทรชันกรด-เบสต่างๆ
- ข้อมูลอ้างอิงในตัว: เข้าถึงค่าพีเคเอทั่วไปและช่วงค่า pH ที่มีประโยชน์สำหรับระบบบัฟเฟอร์ยอดนิยม
สูตรหลัก
สมการ Henderson-Hasselbalch:
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
วิธีใช้เครื่องคำนวณ pKa
1. แท็บ Henderson-Hasselbalch
- ใส่ค่าพีเคเอและค่า pH ที่ทราบ
- เลือกว่าคุณกำลังวิเคราะห์ระบบกรดหรือเบส
- คลิก “คำนวณ” เพื่อดูอัตราส่วนของสปีชีส์ที่แตกตัวและไม่แตกตัว พร้อมทั้งเปอร์เซ็นต์การแตกตัว
2. แท็บการเตรียมบัฟเฟอร์
- เลือกบัฟเฟอร์ทั่วไปหรือใส่ค่าพีเคเอที่กำหนดเอง
- ใส่ค่า pH เป้าหมาย, ความเข้มข้น (mM), และปริมาตรสุดท้าย (mL)
- เครื่องมือจะแสดงปริมาณของแต่ละรูปแบบทางเคมีที่ต้องการ รวมถึงเคล็ดลับการเตรียมที่มีประโยชน์
3. แท็บการวิเคราะห์ pKa หลายค่า
- ใส่ค่าพีเคเอได้สูงสุดสามค่าและช่วงค่า pH
- คลิก "คำนวณ" เพื่อดูกราฟการกระจายของสปีชีส์
- คุณยังสามารถตรวจสอบว่าสปีชีส์ใดเป็นตัวเด่นที่ค่า pH ใดก็ได้
4. แท็บกราฟไทเทรชัน
- เลือกประเภทไทเทรชัน (เช่น กรดอ่อน + เบสแก่)
- ใส่ความเข้มข้นและปริมาตรของสารวิเคราะห์และสารไทแทรนต์
- เครื่องมือจะสร้างกราฟไทเทรชัน, เน้นจุดสำคัญ, และแนะนำตัวบ่งชี้
ทำไมเครื่องคำนวณนี้ถึงมีประโยชน์
การเข้าใจพฤติกรรมของกรดและเบสเป็นพื้นฐานในเคมี เครื่องคำนวณนี้ช่วยให้แนวคิดต่างๆ มีชีวิตชีวาผ่านผลลัพธ์และการแสดงภาพแบบเรียลไทม์ ช่วยให้คุณ:
- คาดการณ์ระดับการแตกตัวในระบบชีวภาพและเคมี
- วางแผนสารละลายบัฟเฟอร์อย่างแม่นยำโดยใช้ข้อมูล ความเข้มข้นของสารละลาย
- แสดงภาพพฤติกรรมไทเทรชันด้วย เครื่องมือสูตรไทเทรชัน
- สลับไปมาระหว่างบัฟเฟอร์ทั่วไปได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องคำนวณด้วยตนเอง
- ทำงานอย่างมั่นใจด้วย เครื่องมือความเข้มข้นโมลาร์, เครื่องมือคำนวณโมล, และ คู่มือไทเทรชันกรด-เบส
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
pKa หมายถึงอะไร?
pKa คือค่า pH ที่สปีชีส์เคมีแตกตัว 50% มันช่วยคาดการณ์สถานะของกรดหรือเบสในสารละลายที่กำหนด
ฉันสามารถใช้เครื่องมือนี้สำหรับเบสอ่อนได้หรือไม่?
ได้ เครื่องคำนวณนี้ช่วยให้คุณวิเคราะห์ทั้งกรดและเบส โดยปรับสูตรให้เหมาะสม
ผลลัพธ์การเตรียมบัฟเฟอร์แม่นยำแค่ไหน?
ผลลัพธ์อ้างอิงจาก สมการ Henderson-Hasselbalch และสมมติว่ามีสภาวะที่เหมาะสมที่สุด เพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ควรใช้เครื่องวัด pH เพื่อยืนยันและปรับแต่งตามความจำเป็น
นี่เหมือนกับเครื่องคำนวณโมลาริตีหรือไม่?
ไม่ แต่มีความเกี่ยวข้องกัน ในขณะที่ เครื่องคำนวณโมลาริตี มุ่งเน้นไปที่การหาค่า ความเข้มข้นของสารละลาย เครื่องคำนวณ pKa ใช้ข้อมูลนั้นในบริบทของบัฟเฟอร์และการแตกตัว
ฉันอาจต้องการเครื่องมืออื่นใดอีก?
ขึ้นอยู่กับความต้องการของคุณ คุณอาจได้รับประโยชน์จากการใช้เครื่องมือดังนี้:
- เครื่องคำนวณกรัมเป็นโมล – เพื่อแปลงมวลสารเคมีเป็นโมล
- เครื่องคำนวณเปอร์เซ็นต์ผลผลิต – สำหรับประสิทธิภาพของปฏิกิริยา
- เครื่องคำนวณการจัดเรียงอิเล็กตรอน – สำหรับการวิเคราะห์โครงสร้างอะตอม
- เครื่องคำนวณน้ำหนักโมเลกุล – เพื่อหามวลโมลาร์ของสารประกอบ
- เครื่องคำนวณความเข้มข้น – เพื่อช่วยในการเจือจางและเตรียมสารละลาย
ข้อคิดสุดท้าย
เครื่องคำนวณ pKa ช่วยให้เคมีกรด-เบสชัดเจนและรวดเร็วขึ้น ไม่ว่าคุณจะปรับความเข้มข้นของบัฟเฟอร์หรือสร้างกราฟไทเทรชัน มันให้ข้อมูลเชิงลึกที่เชื่อถือได้และเข้าใจง่ายในเพียงไม่กี่คลิก
ใช้มันร่วมกับเครื่องมือเคมีอื่นๆ เช่น เครื่องคำนวณโมลาริตี หรือ เครื่องมือเจือจางสารละลาย เพื่อทำการวิเคราะห์ของคุณอย่างมั่นใจ