Ka pKa ๋ณํ ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋?
์ด ๋๊ตฌ๋ ์ฐ ํด๋ฆฌ์์(Ka)์ ๊ทธ ๋ก๊ทธ ํํ์ธ pKa๋ฅผ ์๋ก ๋ณํํด ์ค๋๋ค. ๋ ๊ฐ ๋ชจ๋ ๊ฐ์ ์ฑ์ง, ์ฆ ์์ฉ์ก์์ ์ฐ์ด ์์ฑ์(Hโบ)๋ฅผ ์ผ๋ง๋ ์ ๋ด๋๋์ง๋ฅผ ๋ํ๋ด์ง๋ง ์ฒ๋๊ฐ ๋ค๋ฆ ๋๋ค. Ka ๊ฐ์ ๋ณดํต ์๋ฆฟ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋งค์ฐ ์ปค์(์ค๊ฐ ์ ๋ ์ธ๊ธฐ์ ์ฐ์ ์ฝ 10โปยฒ, ์์ฃผ ์ฝํ ์ฐ์ 10โปยนโฐ ์์ค) ๋น๊ตํ๊ธฐ๊ฐ ๊น๋ค๋กญ์ต๋๋ค. ๋ฐ๋ฉด pKa๋ ๊ฐ๊ฒฐํ ์ฒ๋๋ผ์ ์ฐ์ ์ธ๊ธฐ๋ฅผ ๋น๊ตํ๊ณ ๊ธฐ์ตํ๊ธฐ๊ฐ ํจ์ฌ ์ฝ์ต๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
๋จผ์ ๋ณํ ๋ฐฉํฅ์ ์ ํํ์ธ์. pKa๋ฅผ ๊ตฌํ๋ ค๋ฉด Ka โ pKa๋ฅผ ์ ํํ๊ณ Ka ๊ฐ์ ์ ๋ ฅํฉ๋๋ค(์: 1.8e-5). Ka๋ฅผ ๊ตฌํ๋ ค๋ฉด pKa โ Ka๋ฅผ ์ ํํ๊ณ pKa๋ฅผ ์ ๋ ฅํ๋ฉด ๋ฉ๋๋ค. ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ๋ณํ๋ ๊ฐ๊ณผ ํจ๊ป ์ง์ด ๋๋ ๊ฐ๋ ๋ณด์ฌ ์ฃผ๋ฏ๋ก ๋ ๊ฐ์ ๋ชจ๋ ๊ธฐ๋กํ ์ ์์ต๋๋ค.
๊ณต์ ํ์ด
๋ ๊ฐ์ ๊ด๊ณ๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
$$\text{pKa} = -\log_{10}\left(\text{Ka}\right)$$$$\text{Ka} = 10^{-\text{pKa}}$$๋ก๊ทธ์ ๋ฐ์ด 10์ด๋ฏ๋ก pKa๊ฐ 1๋งํผ ๋ณํ ๋๋ง๋ค Ka๋ 10๋ฐฐ์ฉ ๋ณํฉ๋๋ค. pKa๊ฐ ๋ฎ์์๋ก(์ฆ Ka๊ฐ ํด์๋ก) ๋ ์์ ํ๊ฒ ํด๋ฆฌ๋๋ ๊ฐํ ์ฐ์ด๋ผ๋ ๋ป์ ๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
์์ธํธ์ฐ(์ด์ฐ)์ Ka๋ ์ฝ \(1.8 \times 10^{-5}\)์ ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ด ๊ณ์ฐ๋ฉ๋๋ค.
$$\text{pKa} = -\log_{10}\left(1.8 \times 10^{-5}\right) = -(-4.745) = \mathbf{4.74}$$๋ฐ๋๋ก ๊ณ์ฐํด ๋ณด๋ฉด \(\text{Ka} = 10^{-4.74} \approx 1.8 \times 10^{-5}\)๋ก, ๋ณํ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๋ง์๋จ์ด์ง๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์์ต๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
pKa๊ฐ ๋์ผ๋ฉด ๋ ๊ฐํ ์ฐ์ธ๊ฐ์? ์๋๋๋ค. pKa๊ฐ ๋์์๋ก ์คํ๋ ค ์ฝํ ์ฐ์ ๋๋ค. ๊ฐ์ฐ์ pKa ๊ฐ์ด ๋ฎ์ผ๋ฉฐ, ์ฌ์ง์ด ์์์ธ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์์ต๋๋ค.
pKa์ pH๋ ์ด๋ค ๊ด๊ณ์ธ๊ฐ์? ์ ์ ์์ ๋ฐ๋น๋์ (half-equivalence point)์ ์ด๋ฅด๋ฉด ์ฐ๊ณผ ์ง์ผ๊ธฐ์ ๋๋๊ฐ ๊ฐ์์ ธ pKa์ pH๊ฐ ๊ฐ์์ง๋๋ค(ํจ๋์จโํ์ ๋ฐํ ์).
์ง์ ํ๊ธฐ๋ฒ์ผ๋ก ์ ๋ ฅํ ์ ์๋์? ๋ค, Ka ๊ฐ์ 1.8e-5 ๊ฐ์ ์ง์ ํ๊ธฐ๋ก๋ ์ ๋ ฅํ ์ ์์ต๋๋ค.