pKa計算器：酸解離與緩衝溶液

酸解離常數Ka描述酸在水中釋出質子的平衡。Ka越大，解離越有利，酸性越強。由於平衡常數可能跨越許多數量級，化學上常使用pKa，定義為Ka以10為底的對數取負值。因此，pKa越低，酸性越強；pKa每變動一個單位，Ka便改變十倍。 本計算器可雙向換算。由Ka求pKa時，計算對數並取負值；由pKa求Ka時，計算10的負pKa次方。Ka必須為正，因為在此化學情境中，零或負值的對數沒有定義。極強酸的pKa本身可以是負數，所以換算模式接受任何有限的pKa值。 緩衝模式採用亨德森－哈塞爾巴爾赫方程式：pH等於pKa加上共軛鹼濃度與弱酸濃度之比以10為底的對數。兩種濃度使用相同單位時，比值沒有因次。當鹼與酸濃度相等，比值為一，對數為零，pH便等於pKa。共軛鹼濃度為酸的十倍時，pH提高一個單位；酸濃度為共軛鹼的十倍時，pH降低一個單位。 亨德森－哈塞爾巴爾赫方程式最適合含有相當量弱酸及其共軛鹼的混合物。它假設活度可用濃度近似，且所用平衡模型適當。在極稀溶液、高離子強度、接近完全中和或其他平衡不可忽略時，準確度可能降低。多質子酸具有多個解離步驟與pKa值，應選用與研究中緩衝區相對應的一組。 當溫度、離子強度、活度係數或複雜樣品基質的影響重要時，計算pH不能取代實際量測。Ka與pKa取決於溶劑及溫度，表列數值應符合實驗條件。緩衝容量也取決於酸與鹼的總濃度，不只是兩者的比值。即使計算pH相同，兩種緩衝液抵抗外加酸或鹼的能力也可能差異很大。可用本工具進行過程清楚的平衡運算，但設計實際緩衝液時，仍應考慮濃度、容量及實驗校正。