حاسبة pKa
الفئة: الكيمياءمعادلة هندرسون-هاسيلبالخ:
تحضير العازل
1. قم بإذابة الكميات المحددة في حوالي 80% من الحجم النهائي.
2. اضبط pH باستخدام مقياس pH إذا لزم الأمر.
3. أضف الماء للوصول إلى الحجم النهائي.
سعة العازل
نطاق pH الفعال: 3.8 - 5.8
سعة العازل: 0.058 مول/لتر/pH
أدخل قيم pKa متعددة
توزيع الأنواع مقابل pH
الأنواع السائدة عند pH 7.0
منحنى المعايرة
المؤشرات الموصى بها
حول pKa وكيمياء الأحماض والقواعد
المفاهيم الأساسية
قيمة pKa هي اللوغاريتم السالب لثابت تفكك الحمض (Ka) وتمثل pH التي يتفكك عندها نصف الحمض بالضبط.
pKa = -log₁₀(Ka)
بالنسبة للأحماض، تشير قيمة pKa الأقل إلى حمض أقوى، بينما بالنسبة للقواعد، تشير قيمة pKa الأعلى للحمض المترافق إلى قاعدة أقوى.
نقاط رئيسية:
- عند pH = pKa، يكون الحمض مؤينًا بنسبة 50%
- عند pH = pKa + 1، يكون الحمض مؤينًا بنسبة تقارب 91%
- عند pH = pKa - 1، يكون الحمض مؤينًا بنسبة تقارب 9%
- تعمل محاليل العازل بشكل أفضل عندما يكون pH ≈ pKa (±1 وحدة pH)
قيم pKa الشائعة
| المركب | pKa | نطاق pH المفيد |
|---|---|---|
| حمض الفوسفوريك (1) | 2.15 | 1.15 - 3.15 |
| حمض الستريك (1) | 3.13 | 2.13 - 4.13 |
| حمض الأسيتيك | 4.76 | 3.76 - 5.76 |
| MES | 6.15 | 5.15 - 7.15 |
| حمض الفوسفوريك (2) | 7.20 | 6.20 - 8.20 |
| TRIS | 8.06 | 7.06 - 9.06 |
| حمض الكربونيك (2) | 10.33 | 9.33 - 11.33 |
| حمض الفوسفوريك (3) | 12.32 | 11.32 - 13.32 |
ما هو حاسبة pKa؟
حاسبة pKa هي أداة تفاعلية تساعدك على استكشاف وفهم سلوك الأحماض والقواعد، ومحاليل العازلة، وعمليات المعايرة في الكيمياء. سواء كنت تقوم بإعداد محلول عازل، أو تحليل التأين عند مستويات pH مختلفة، أو دراسة منحنيات المعايرة، فإن هذه الأداة تجعل العملية أسرع وأكثر وضوحًا.
إنها مفيدة بشكل خاص للطلاب، وفنيي المختبرات، والمحترفين الذين يعملون مع المحاليل الكيميائية، حيث تقدم دعمًا مشابهًا لأدوات مثل حاسبة التركيز المولي، حاسبة المعايرة، أو أداة الوزن الجزيئي.
الميزات الرئيسية للحاسبة
- حسابات هندرسون-هاسيلبالخ: فهم حالة التأين للأحماض أو القواعد عند pH معين.
- إعداد المحاليل العازلة: حساب كمية الحمض والقواعد التي يجب مزجها لصنع محلول عازل.
- تحليل pKa المتعدد: تصور توزيع الأنواع للجزيئات التي تحتوي على أكثر من قيمة pKa واحدة.
- منحنيات المعايرة: إنشاء مخططات pH مقابل الحجم لأنواع مختلفة من المعايرات الحمضية القاعدية.
- مرجع مدمج: الوصول إلى قيم pKa الشائعة ونطاقات pH المفيدة للأنظمة العازلة الشائعة.
الصيغة الأساسية
معادلة هندرسون-هاسيلبالخ:
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
كيفية استخدام حاسبة pKa
1. علامة تبويب هندرسون-هاسيلبالخ
- أدخل قيم pKa و pH المعروفة.
- اختر ما إذا كنت تحلل نظام حمضي أو قاعدي.
- انقر على "احسب" لرؤية نسبة الأنواع المؤينة إلى الأنواع غير المؤينة، بالإضافة إلى نسبة التأين.
2. علامة تبويب إعداد المحاليل العازلة
- اختر محلول عازل شائع أو أدخل قيمة pKa مخصصة.
- أدخل pH المستهدف، التركيز (مليمول/لتر)، والحجم النهائي (مل).
- ستظهر الأداة مقدار كل شكل كيميائي مطلوب، بما في ذلك نصائح إعداد مفيدة.
3. علامة تبويب تحليل pKa المتعدد
- أدخل ما يصل إلى ثلاث قيم pKa ونطاق pH.
- انقر على "احسب" لعرض منحنيات توزيع الأنواع.
- يمكنك أيضًا التحقق من أي الأنواع تهيمن عند أي pH مختار.
4. علامة تبويب منحنى المعايرة
- اختر نوع المعايرة (مثل، حمض ضعيف + قاعدة قوية).
- قدم التركيزات والأحجام للمحلول المراد تحليله والمادة المعايرة.
- ترسم الحاسبة منحنى المعايرة، وتبرز النقاط الرئيسية، وتوصي بالمؤشرات.
لماذا تعتبر هذه الحاسبة مفيدة
فهم سلوك الأحماض والقواعد هو أمر أساسي في الكيمياء. تجلب هذه الحاسبة المفاهيم إلى الحياة من خلال النتائج الفورية والتصورات، مما يساعدك على:
- توقع مستويات التأين في الأنظمة البيولوجية والكيميائية.
- تخطيط محاليل عازلة دقيقة باستخدام بيانات تركيز المحلول.
- تصور سلوك المعايرة باستخدام أداة صيغة المعايرة.
- التبديل بسرعة بين المحاليل العازلة الشائعة دون الحاجة إلى حسابات يدوية.
- العمل بثقة مع أدوات التركيز المولي، أدوات حساب المولات، وأدلة المعايرة الحمضية القاعدية.
الأسئلة الشائعة (FAQ)
ماذا يعني pKa؟
pKa هو pH الذي يكون فيه نوع كيميائي مؤين بنسبة 50%. يساعد في توقع حالة الأحماض أو القواعد في محلول معين.
هل يمكنني استخدام هذا للأحماض الضعيفة أيضًا؟
نعم. تتيح لك الحاسبة تحليل كل من الأحماض والقواعد، مع تعديل الصيغة وفقًا لذلك.
ما مدى دقة نتائج إعداد المحاليل العازلة؟
تستند النتائج إلى معادلة هندرسون-هاسيلبالخ وتفترض ظروفًا مثالية. للحصول على أفضل النتائج، استخدم مقياس pH لتأكيد وضبط القيم حسب الحاجة.
هل هذه هي نفس حاسبة التركيز المولي؟
لا، لكنها مرتبطة. بينما تركز حاسبة التركيز المولي على تحديد تركيز المحلول، تطبق حاسبة pKa تلك المعلومات في سياق المحاليل العازلة والتأين.
ما الأدوات الأخرى التي قد أحتاجها؟
اعتمادًا على احتياجاتك، قد تستفيد أيضًا من استخدام أدوات مثل:
- حاسبة الغرامات إلى المولات – لتحويل الكتلة الكيميائية إلى مولات
- حاسبة نسبة العائد – لكفاءة التفاعل
- حاسبة التكوين الإلكتروني – لتحليل التركيب الذري
- حاسبة الوزن الجزيئي – للعثور على الكتلة المولية للمركبات
- حاسبة التركيز – للمساعدة في التخفيفات وإعداد المحاليل
أفكار نهائية
تجلب حاسبة pKa الوضوح والسرعة إلى كيمياء الأحماض والقواعد. سواء كنت تقوم بضبط تركيزات المحاليل العازلة أو رسم منحنى المعايرة، فإنها توفر لك رؤى موثوقة وقابلة للفهم في بضع نقرات فقط.
استخدمها جنبًا إلى جنب مع أدوات كيميائية أخرى مثل حاسبة التركيز المولي أو أداة تخفيف المحلول لإكمال تحليلك بثقة.
الكيمياء الآلات الحاسبة:
- حاسبة الكتلة الذرية
- موازن المعادلات الكيميائية
- حاسبة الإنتروبيا
- حاسبة الضغط الجزئي
- حاسبة المعايرة
- حاسبة التخفيف التسلسلي
- آلة حاسبة للبندول
- حاسبة pH
- حاسبة التركيز
- حاسبة الوزن الجزيئي
- حاسبة التركيب المئوي
- حاسبة المولالية
- حاسبة تحويل الجرامات إلى المولات
- حاسبة الكتلة المولية
- حاسبة العائد النظري
- حاسبة المولات
- حاسبة معادلة نيرنست
- حاسبة التوزيع الإلكتروني