pKa 計算器
分類：化學亨德森-哈塞爾巴赫方程：
緩衝液準備
1. 將指示的量溶解在約 80% 的最終體積中。
2. 如有必要，使用 pH 計調整 pH。
3. 加水以達到最終體積。
緩衝容量
有效 pH 範圍：3.8 - 5.8
緩衝容量：0.058 mol/L/pH
輸入多個 pKa 值
物種分佈與 pH
在 pH 7.0 時的主要物種
滴定曲線
推薦指示劑
關於 pKa 和酸鹼化學
基本概念
pKa 值是酸解離常數 (Ka) 的負對數，表示恰好一半酸解離時的 pH。
pKa = -log₁₀(Ka)
對於酸，較低的 pKa 表示較強的酸，而對於鹼， 其共軛酸的較高 pKa 表示較強的鹼。
要點：
- 在 pH = pKa 時，酸的離子化率為 50%
- 在 pH = pKa + 1 時，酸的離子化率約為 91%
- 在 pH = pKa - 1 時，酸的離子化率約為 9%
- 緩衝溶液在 pH ≈ pKa (±1 pH 單位) 時效果最佳
常見的 pKa 值
| 化合物 | pKa | 有效 pH 範圍 |
|---|---|---|
| 磷酸 (第一個) | 2.15 | 1.15 - 3.15 |
| 檸檬酸 (第一個) | 3.13 | 2.13 - 4.13 |
| 醋酸 | 4.76 | 3.76 - 5.76 |
| MES | 6.15 | 5.15 - 7.15 |
| 磷酸 (第二個) | 7.20 | 6.20 - 8.20 |
| TRIS | 8.06 | 7.06 - 9.06 |
| 碳酸 (第二個) | 10.33 | 9.33 - 11.33 |
| 磷酸 (第三個) | 12.32 | 11.32 - 13.32 |
什麼是 pKa 計算器？
pKa 計算器是一個互動工具，幫助您探索和理解化學中的酸鹼行為、緩衝溶液和滴定過程。無論您是在準備緩衝液、分析不同 pH 值下的電離情況，還是研究滴定曲線，這個工具都能讓過程更快速且更清晰。
它對於學生、實驗室技術人員以及處理化學溶液的專業人士特別有用，提供類似於摩爾濃度計算器、滴定計算器或分子量工具的支持。
計算器的主要功能
- Henderson-Hasselbalch 計算：了解在特定 pH 值下酸或鹼的電離狀態。
- 緩衝液製備：計算需要混合多少酸和鹼來製備緩衝溶液。
- 多 pKa 分析：可視化具有多個 pKa 值的分子物種分佈。
- 滴定曲線：生成不同酸鹼滴定類型的 pH 與體積圖。
- 內建參考資料：訪問常見 pKa 值以及流行緩衝系統的有用 pH 範圍。
核心公式
Henderson-Hasselbalch 方程式：
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
如何使用 pKa 計算器
1. Henderson-Hasselbalch 標籤
- 輸入已知的 pKa 和 pH 值。
- 選擇您正在分析的是酸系統還是鹼系統。
- 點擊“計算”以查看電離與未電離物種的比例，以及電離百分比。
2. 緩衝液製備標籤
- 選擇一種常見的緩衝液或輸入自定義的 pKa 值。
- 輸入目標 pH、濃度（mM）和最終體積（mL）。
- 該工具將顯示需要的每種化學形式的量，並提供有用的製備提示。
3. 多 pKa 分析標籤
- 輸入最多三個 pKa 值和一個 pH 範圍。
- 點擊“計算”以查看物種分佈曲線。
- 您還可以檢查在任何選定的 pH 值下哪種物種占主導地位。
4. 滴定曲線標籤
- 選擇滴定類型（例如，弱酸 + 強鹼）。
- 提供分析物和滴定劑的濃度和體積。
- 計算器繪製滴定曲線，突出關鍵點，並推薦指示劑。
為什麼這個計算器很有用
理解酸鹼行為是化學中的基礎。這個計算器通過即時結果和可視化將概念變得生動，幫助您：
- 預測生物和化學系統中的電離水平。
- 使用溶液濃度數據準確計劃緩衝溶液。
- 使用滴定公式工具可視化滴定行為。
- 快速切換常見緩衝液而無需手動計算。
- 自信地使用摩爾濃度工具、摩爾計算工具和酸鹼滴定指南。
常見問題 (FAQ)
什麼是 pKa？
pKa 是化學物種 50% 電離時的 pH 值。它有助於預測酸或鹼在特定溶液中的狀態。
我可以用這個工具分析弱鹼嗎？
可以。該計算器允許您分析酸和鹼，並根據需要調整公式。
緩衝液製備結果有多準確？
結果基於Henderson-Hasselbalch 方程式，並假設理想條件。為了獲得最佳結果，請使用 pH 計確認並根據需要進行調整。
這與摩爾濃度計算器相同嗎？
不完全相同，但相關。雖然摩爾濃度計算器專注於確定溶液濃度，pKa 計算器則將該信息應用於緩衝液和電離的背景中。
我還需要哪些其他工具？
根據您的需求，您可能還需要使用以下工具：
- 克轉摩爾計算器 – 將化學質量轉換為摩爾數
- 百分產率計算器 – 用於反應效率
- 電子組態計算器 – 用於原子結構分析
- 分子量計算器 – 查找化合物的摩爾質量
- 濃度計算器 – 幫助進行稀釋和溶液製備
最後的想法
pKa 計算器為酸鹼化學帶來了清晰和速度。無論您是在調整緩衝濃度還是繪製滴定曲線，它都能在幾次點擊內為您提供可靠且易於理解的見解。
將它與其他化學工具（如摩爾濃度計算器或溶液稀釋工具）結合使用，讓您的分析更有信心。