pKa 계산기
분류：화학헨더슨-하셀발흐 방정식:
완충 용액 준비
1. 표시된 양을 최종 부피의 약 80%에 녹입니다.
2. 필요시 pH 미터를 사용하여 pH를 조정합니다.
3. 최종 부피에 도달할 때까지 물을 추가합니다.
완충 용량
유효 pH 범위: 3.8 - 5.8
완충 용량: 0.058 mol/L/pH
다중 pKa 값 입력
종 분포 대 pH
pH 7.0에서의 주요 종
적정 곡선
추천 지시약
pKa 및 산-염기 화학에 대하여
기본 개념
pKa 값은 산 해리 상수 (Ka)의 음의 로그이며 산이 정확히 절반 해리되는 pH를 나타냅니다.
pKa = -log₁₀(Ka)
산의 경우, 낮은 pKa는 더 강한 산을 나타내며, 염기의 경우 공액 산의 높은 pKa는 더 강한 염기를 나타냅니다.
주요 사항:
- pH = pKa에서 산은 50% 이온화됨
- pH = pKa + 1에서 산은 약 91% 이온화됨
- pH = pKa - 1에서 산은 약 9% 이온화됨
- 완충 용액은 pH ≈ pKa (±1 pH 단위)일 때 가장 잘 작동함
일반적인 pKa 값
| 화합물 | pKa | 유용한 pH 범위 |
|---|---|---|
| 인산 (1차) | 2.15 | 1.15 - 3.15 |
| 구연산 (1차) | 3.13 | 2.13 - 4.13 |
| 아세트산 | 4.76 | 3.76 - 5.76 |
| MES | 6.15 | 5.15 - 7.15 |
| 인산 (2차) | 7.20 | 6.20 - 8.20 |
| TRIS | 8.06 | 7.06 - 9.06 |
| 탄산 (2차) | 10.33 | 9.33 - 11.33 |
| 인산 (3차) | 12.32 | 11.32 - 13.32 |
pKa 계산기란 무엇인가요?
pKa 계산기는 화학에서 산-염기 거동, 완충 용액, 적정 과정을 탐구하고 이해하는 데 도움을 주는 인터랙티브 도구입니다. 완충 용액을 준비하거나, 다양한 pH 수준에서의 이온화를 분석하거나, 적정 곡선을 연구할 때 이 도구는 과정을 더 빠르고 명확하게 만들어줍니다.
이 도구는 특히 화학 용액을 다루는 학생, 실험실 기술자, 전문가들에게 유용하며, 몰농도 계산기, 적정 계산기, 분자량 도구와 같은 도구와 유사한 지원을 제공합니다.
계산기의 주요 기능
- Henderson-Hasselbalch 계산: 주어진 pH에서 산 또는 염기의 이온화 상태를 이해합니다.
- 완충 용액 준비: 완충 용액을 만들기 위해 얼마나 많은 산과 염기를 혼합해야 하는지 계산합니다.
- 다중 pKa 분석: 여러 pKa 값을 가진 분자의 종 분포를 시각화합니다.
- 적정 곡선: 다양한 산-염기 적정 유형에 대한 pH 대 부피 그래프를 생성합니다.
- 내장 참조: 일반적인 pKa 값과 인기 있는 완충 시스템의 유용한 pH 범위를 제공합니다.
핵심 공식
Henderson-Hasselbalch 방정식:
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
pKa 계산기 사용 방법
1. Henderson-Hasselbalch 탭
- 알려진 pKa 및 pH 값을 입력합니다.
- 산 또는 염기 시스템을 분석 중인지 선택합니다.
- “계산”을 클릭하여 이온화된 종과 비이온화된 종의 비율 및 이온화 백분율을 확인합니다.
2. 완충 용액 준비 탭
- 일반적인 완충 용액을 선택하거나 사용자 정의 pKa 값을 입력합니다.
- 목표 pH, 농도(mM), 최종 부피(mL)를 입력합니다.
- 도구는 각 화학 형태에 필요한 양과 유용한 준비 팁을 보여줍니다.
3. 다중 pKa 분석 탭
- 최대 세 개의 pKa 값과 pH 범위를 입력합니다.
- "계산"을 클릭하여 종 분포 곡선을 확인합니다.
- 선택한 pH에서 어떤 종이 우세한지도 확인할 수 있습니다.
4. 적정 곡선 탭
- 적정 유형(예: 약산 + 강염기)을 선택합니다.
- 분석물과 적정제의 농도와 부피를 입력합니다.
- 계산기는 적정 곡선을 그리며, 주요 지점을 강조하고 지시약을 추천합니다.
이 계산기가 유용한 이유
산과 염기의 거동을 이해하는 것은 화학에서 기본적입니다. 이 계산기는 실시간 결과와 시각화를 통해 개념을 생생하게 전달하며, 다음과 같은 도움을 제공합니다:
- 생물학적 및 화학적 시스템에서 이온화 수준을 예측합니다.
- 용액 농도 데이터를 사용하여 정확한 완충 용액을 계획합니다.
- 적정 공식 도구를 사용하여 적정 거동을 시각화합니다.
- 일반적인 완충 용액 간에 수작업 계산 없이 빠르게 전환합니다.
- 몰농도 도구, 몰 계산 도구, 산-염기 적정 가이드와 함께 자신 있게 작업합니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
pKa란 무엇인가요?
pKa는 화학 종이 50% 이온화되는 pH를 의미합니다. 이는 주어진 용액에서 산 또는 염기의 상태를 예측하는 데 도움을 줍니다.
약염기에도 사용할 수 있나요?
네. 이 계산기는 산과 염기 모두를 분석할 수 있으며, 공식도 이에 맞게 조정됩니다.
완충 용액 준비 결과는 얼마나 정확한가요?
결과는 Henderson-Hasselbalch 방정식을 기반으로 하며 이상적인 조건을 가정합니다. 최상의 결과를 위해 pH 미터를 사용하여 확인하고 필요한 경우 조정하세요.
이것이 몰농도 계산기와 동일한가요?
아니요, 하지만 관련이 있습니다. 몰농도 계산기는 용액 농도를 결정하는 데 중점을 두는 반면, pKa 계산기는 해당 정보를 완충 용액과 이온화의 맥락에서 적용합니다.
다른 도구가 필요할 수도 있나요?
필요에 따라 다음과 같은 도구도 유용할 수 있습니다:
- 그램-몰 계산기 – 화학 질량을 몰로 변환
- 수율 계산기 – 반응 효율 계산
- 전자 배치 계산기 – 원자 구조 분석
- 분자량 계산기 – 화합물의 몰 질량 찾기
- 농도 계산기 – 희석 및 용액 준비 지원
최종 생각
pKa 계산기는 산-염기 화학에 명확성과 속도를 제공합니다. 완충 용액 농도를 조정하거나 적정 곡선을 그릴 때, 이 도구는 신뢰할 수 있고 이해하기 쉬운 통찰력을 몇 번의 클릭만으로 제공합니다.
몰농도 계산기나 용액 희석 도구와 같은 다른 화학 도구와 함께 사용하여 자신 있게 분석을 완료하세요.