この計算ツールでできること
このツールは、酸・塩基の強さを表す代表的な4つの指標、すなわち酸解離定数Ka、塩基解離定数Kb、そしてそれらの対数表記であるpKa・pKbを相互に変換します。いずれか1つの値を入力するだけで、共役酸塩基対についての残り3つの値が求められます。計算は、水の自己解離(イオン積)が \(\text{Kw} = 1\times10^{-14}\) となる25℃の水溶液を前提としています。
使い方
まず、わかっている値の種類をプルダウンから選び、その数値を入力します。KaまたはKbの場合は、1.8e-5 のように指数表記(科学的記数法)で入力してください。pKaまたはpKbの場合は、4.74 のようにそのままの数値を入力します。結果欄ではpKaを大きく表示するとともに、Ka・Kb・pKa・pKbをまとめて並べて表示するので、必要な値をすぐに読み取れます。
計算式の解説
頭につく「p」は「常用対数(底10)にマイナスをつけたもの」を意味します。つまり \(\text{pKa} = -\log_{10}\!\left(\text{Ka}\right)\) であり、逆に \(\text{Ka} = 10^{-\text{pKa}}\) となります。pKaが小さいほど強い酸です。すべての弱酸には共役塩基が存在し、両者の定数は水の自己解離によって結びついています。すなわち \(\text{Ka} \times \text{Kb} = \text{Kw} = 1\times10^{-14}\) であり、対数表記にすると \(\text{pKa} + \text{pKb} = 14\) となります。このため、1つの値がわかれば4つすべてが決まります。
計算例
酢酸の Ka は \(1.8\times10^{-5}\) です。すると $$\text{pKa} = -\log_{10}\!\left(1.8\times10^{-5}\right) \approx 4.745$$ となります。その共役塩基(酢酸イオン)については $$\text{pKb} = 14 - 4.745 = 9.255, \quad \text{Kb} = 10^{-9.255} \approx 5.56\times10^{-10}$$ です。これらは本ツールの計算結果と一致します。
よくある質問
「14」はいつでも使えますか? 14という値(および \(\text{Kw} = 10^{-14}\))が成り立つのは25℃のときだけです。温度が変わるとKwも変化するため、pKa + pKb の値もわずかにずれます。
強酸・弱酸の見分け方は? pKaが小さい(Kaが大きい)ほど強い酸、pKaが大きいほど弱い酸です。塩基についても、pKbに同じ論理が当てはまります。
pKbを入力してKaを求められますか? はい。プルダウンでpKbを選べば、ツールがpKa・Ka・Kbを自動的に逆算します。