pKa ಮೌಲ್ಯ ಗಣಕ

ಪರಿಚಯ

pKa ಮೌಲ್ಯ ಗಣಕ ಇದು ರಾಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು, ಜೀವರಾಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು, ಔಷಧಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಗಳು ಮತ್ತು ಆಧಾರಗಳೊಂದಿಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. pKa (ಆಮ್ಲ ವಿಭಜನೆ ಸ್ಥಿರಾಂಶ) ಇದು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲದ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ (H⁺) ನೀಡುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಮಾಣಿತವಾದ ಮೂಲಭೂತ ಗುಣವಾಗಿದೆ. ಈ ಗಣಕವು ನಿಮ್ಮ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಂಯೋಜನೆಯ pKa ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲು ನಿಮಗೆ ಅವಕಾಶ ನೀಡುತ್ತದೆ, ಇದು ನಿಮ್ಮ ಆಮ್ಲತ್ವವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಇದರ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಮತ್ತು ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ಸೂಕ್ತವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ಸಮತೋಲನಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವಾಗ, ಬಫರ್ ದ್ರಾವಕಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವಾಗ ಅಥವಾ ಔಷಧ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುವಾಗ, ಸಂಯೋಜನೆಯ pKa ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ತಿಳಿಯುವುದು ಅದರ ರಾಸಾಯನಿಕ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ನಮ್ಮ ಬಳಕೆದಾರ ಸ್ನೇಹಿ ಗಣಕವು HCl ಹೀಗೆ ಸರಳ ಅನೈಕ್ಯ ಆಮ್ಲಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು ಸಂಕೀರ್ಣ ಕಾರ್ಬನಿಕ ಅಣುಗಳವರೆಗೆ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಂಯೋಜನೆಗಳಿಗೆ ನಿಖರವಾದ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

pKa ಏನು?

pKa ಇದು ಆಮ್ಲ ವಿಭಜನೆ ಸ್ಥಿರಾಂಶ (Ka) ಯ ನೆಗೆಟಿವ್ ಲಾಗರಿತಮ್ (ಬೇಸ್ 10) ಆಗಿದೆ. ಗಣಿತೀಯವಾಗಿ, ಇದು ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ:

$\text{pKa} = -\log_{10}(\text{Ka})$

ಆಮ್ಲ ವಿಭಜನೆ ಸ್ಥಿರಾಂಶ (Ka) ಇದು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲದ ವಿಭಜನೆಯ ಸಮತೋಲನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮತೋಲನ ಸ್ಥಿರಾಂಶವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ:

$\text{HA} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{A}^- + \text{H}_3\text{O}^+$

ಅಲ್ಲಿ HA ಆಮ್ಲ, A⁻ ಇದರ ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು H₃O⁺ ಹೈಡ್ರೋನಿಯಂ ಐಯಾನ್.

Ka ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಈ ರೀತಿಯಾಗಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ:

$\text{Ka} = \frac{[\text{A}^-][\text{H}_3\text{O}^+]}{[\text{HA}]}$

ಅಲ್ಲಿ [A⁻], [H₃O⁺], ಮತ್ತು [HA] ಸಮತೋಲನದಲ್ಲಿ ಸಂಬಂಧಿತ ಪ್ರಜ್ಞೆಗಳ ಮೊಲರ್ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ.

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳ ವಿವರಣೆ

pKa ಶ್ರೇಣಿಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ -10 ರಿಂದ 50 ರವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ, ಕಡಿಮೆ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಆಮ್ಲಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ:

• ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಆಮ್ಲಗಳು: pKa < 0 (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, HCl pKa = -6.3)
• ಮಧ್ಯಮ ಆಮ್ಲಗಳು: pKa 0 ಮತ್ತು 4 ನಡುವಿನ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, H₃PO₄ pKa = 2.12)
• ಬಲಹೀನ ಆಮ್ಲಗಳು: pKa 4 ಮತ್ತು 10 ನಡುವಿನ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, CH₃COOH pKa = 4.76)
• ಅತಿಯಾಗಿ ಬಲಹೀನ ಆಮ್ಲಗಳು: pKa > 10 (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, H₂O pKa = 14.0)

pKa ಮೌಲ್ಯವು ಆಮ್ಲದ ಅಣುಗಳ ಅರ್ಧ ಭಾಗವು ವಿಭಜಿತವಾಗಿರುವ pH ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿದೆ. ಇದು ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣಗಳು ಮತ್ತು ಅನೇಕ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗಾಗಿ ಮಹತ್ವಪೂರ್ಣ ಬಿಂದುವಾಗಿದೆ.

pKa ಗಣಕವನ್ನು ಹೇಗೆ ಬಳಸುವುದು

ನಮ್ಮ pKa ಗಣಕವು ಸುಲಭ ಮತ್ತು ಸುಲಭವಾಗಿರಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ನಿಮ್ಮ ಸಂಯೋಜನೆಯ pKa ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಈ ಸರಳ ಹಂತಗಳನ್ನು ಅನುಸರಿಸಿ:

1. ರಾಸಾಯನಿಕ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಇನ್‌ಪುಟ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ನಮೂದಿಸಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲಕ್ಕಾಗಿ CH₃COOH)
2. ಗಣಕವು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿ ನಮ್ಮ ಡೇಟಾಬೇಸ್ ಅನ್ನು ಹುಡುಕುತ್ತದೆ
3. ಕಂಡುಬಂದರೆ, pKa ಮೌಲ್ಯ ಮತ್ತು ಸಂಯೋಜನೆಯ ಹೆಸರು ತೋರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ
4. ಬಹು-ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲಗಳಾದ ಸಂಯೋಜನೆಗಳಿಗೆ, ಮೊದಲ ಅಥವಾ ಪ್ರಾಥಮಿಕ pKa ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ತೋರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ

ಗಣಕವನ್ನು ಬಳಸಲು ಸಲಹೆಗಳು

• ಮಾನದಂಡದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸೂಚಕವನ್ನು ಬಳಸಿರಿ: ಸೂತ್ರಗಳನ್ನು ಮಾನದಂಡದ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸೂಚಕವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನಮೂದಿಸಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, H2SO4, H₂SO₄ ಅಲ್ಲ)
• ಸುಚನೆಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿ: ನೀವು ಟೈಪ್ ಮಾಡಿದಾಗ, ಗಣಕವು ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸಬಹುದು
• ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನಕಲಿಸಿ: ನಿಮ್ಮ ಟಿಪ್ಪಣಿಗಳು ಅಥವಾ ವರದಿಗಳಿಗೆ ಸುಲಭವಾಗಿ pKa ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸಲು ನಕಲಿ ಬಟನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿರಿ
• ಅಜ್ಞಾತ ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಿ: ನಿಮ್ಮ ಸಂಯೋಜನೆ ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ಅದನ್ನು ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಾಹಿತ್ಯದಲ್ಲಿ ಹುಡುಕಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ

ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು

ಗಣಕವು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ:

1. pKa ಮೌಲ್ಯ: ಆಮ್ಲ ವಿಭಜನೆ ಸ್ಥಿರಾಂಶದ ನೆಗೆಟಿವ್ ಲಾಗರಿತಮ್
2. ಸಂಯೋಜನೆಯ ಹೆಸರು: ನಮೂದಿಸಿದ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಸಾಮಾನ್ಯ ಅಥವಾ IUPAC ಹೆಸರು
3. pH ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ಥಾನ: pKa pH ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ ಎಲ್ಲಿ ಬಿದ್ದಿದೆ ಎಂಬ ದೃಶ್ಯಾತ್ಮಕ ಪ್ರತಿನಿಧಾನ

ಬಹು-ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲಗಳಾದ (ಬಹು-ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಅನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವ) ಸಂಯೋಜನೆಗಳಿಗೆ, ಗಣಕ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮೊದಲ ವಿಭಜನೆ ಸ್ಥಿರಾಂಶವನ್ನು (pKa₁) ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಫಾಸ್ಫೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (H₃PO₄) ಗೆ ಮೂರು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳಿವೆ (2.12, 7.21, ಮತ್ತು 12.67), ಆದರೆ ಗಣಕವು 2.12 ಅನ್ನು ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಮೌಲ್ಯವಾಗಿ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳ ಅನ್ವಯಗಳು

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ರಾಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ, ಜೀವರಾಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ, ಔಷಧಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ:

1. ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣಗಳು

pKa ಯ ಪ್ರಮುಖ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾದುದು ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣಗಳ ತಯಾರೆಯಲ್ಲಿ. ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣವು ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ಆಧಾರವನ್ನು ಸೇರಿಸಿದಾಗ pH ನಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಅತ್ಯಂತ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಬಫರ್‌ಗಳನ್ನು ದುರ್ಬಲ ಆಮ್ಲಗಳು ಮತ್ತು ಅವರ ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ರಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲದ pKa ಗುರಿತ pH ಗೆ ಹತ್ತಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಉದಾಹರಣೆ: pH 4.7 ರಲ್ಲಿ ಬಫರ್ ರಚಿಸಲು, ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲ (pKa = 4.76) ಮತ್ತು ಸೋಡಿಯಮ್ ಅಸೆಟೇಟ್ ಉತ್ತಮ ಆಯ್ಕೆ ಆಗಿರುತ್ತದೆ.

2. ಜೀವರಾಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀನ್ ರಚನೆ

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಪ್ರೋಟೀನ್ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಮುಖವಾಗಿವೆ:

• ಅಮಿನೋ ಆಮ್ಲಗಳ ಪಕ್ಕದ ಶ್ರೇಣಿಯ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಅವರ ಶ್ರೇಣಿಯ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತವೆ
• ಇದು ಪ್ರೋಟೀನ್ ಮುಟ್ಟುವಿಕೆ, ಎಂಜೈಮ್ ಚಟುವಟಿಕೆ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀನ್-ಪ್ರೋಟೀನ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ
• ಸ್ಥಳೀಯ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಶಿಫ್ಟ್ ಮಾಡಬಹುದು, ಇದು ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ

ಉದಾಹರಣೆ: ಹಿಸ್ಟಿಡಿನ್ ಗೆ ಸುಮಾರು 6.0 pKa ಇದೆ, ಇದು physiological pH ನಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟೋನೇಟೆಡ್ ಅಥವಾ ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟೆಡ್ ಆಗಿರಬಹುದಾದ ಕಾರಣ ಪ್ರೋಟೀನ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ pH ಸೆನ್ಸರ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ.

3. ಔಷಧ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಔಷಧಶಾಸ್ತ್ರ

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಶರೀರದಲ್ಲಿ ಔಷಧಗಳ ವರ್ತನೆಯನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ:

• ಶೋಷಣೆ: pKa ಇದು ಔಷಧವು ಶರೀರದ ವಿಭಿನ್ನ pH ಮಟ್ಟಗಳಲ್ಲಿ ಐಯನೈಸ್ಡ್ ಅಥವಾ ನಾನ್-ಐಯನೈಸ್ಡ್ ಆಗಿರುವುದನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸೆಲ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ನಿರೋಧವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ
• ವಿತರಣಾ: ಐಯನೈಸ್ಡ್ ಸ್ಥಿತಿ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳಿಗೆ ಔಷಧಗಳ ಬಂಧನವನ್ನು ಮತ್ತು ಶರೀರದಾದ್ಯಂತ ವಿತರಣೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ
• ಅಪೋಷಣೆ: pKa ಐಯನ ತ್ರಾಪಿಂಗ್ ತಂತ್ರಗಳ ಮೂಲಕ ಮೂತ್ರದ ಕ್ಲಿಯರೆನ್ಸ್ ದರಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ

ಉದಾಹರಣೆ: ಆಸ್ಪಿರಿನ್ (ಅಸೆಟೈಲ್‌ಸಲಿಸಿಲಿಕ್ ಆಮ್ಲ) ಗೆ 3.5 pKa ಇದೆ. ಹೊಟ್ಟೆಯ ಆಮ್ಲೀಯ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ (pH 1-2), ಇದು ಬಹಳಷ್ಟು ಐಯನೈಸ್ಡ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೊಟ್ಟೆ ಹಾರುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚು ಆಧಾರಿತ ರಕ್ತದಲ್ಲಿ (pH 7.4), ಇದು ಐಯನೈಸ್ಡ್ ಆಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಇದರ ವಿತರಣಾ ಮತ್ತು ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

4. ಪರಿಸರ ರಾಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಭವಿಷ್ಯವಾಣಿ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತವೆ:

• ಜಲೀಯ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಮಾಲಿನ್ಯಗಳ ವರ್ತನೆ
• ಮಣ್ಣುದಲ್ಲಿ ಪೆಸ್ಟಿಸೈಡ್‌ಗಳ ಚಲನೆ
• ಭಾರಿ ಲೋಹಗಳ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ

ಉದಾಹರಣೆ: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಲ್ಫೈಡ್ (H₂S, pKa = 7.0) ಯ pKa, ವಿಭಿನ್ನ pH ಮಟ್ಟಗಳಲ್ಲಿ ಅದರ ವಿಷಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

5. ವಿಶ್ಲೇಷಣಾ ರಾಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿವೆ:

• ಟಿಟ್ರೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತ ಸೂಚಕಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು
• ಕ್ರೋಮಟೋಗ್ರಫಿಯಲ್ಲಿ ವಿಭಜನೆ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸಲು
• ನಿರ್ಗಮನ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು

ಉದಾಹರಣೆ: ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ಟಿಟ್ರೇಶನ್ ನಡೆಸುವಾಗ, ಸೂಚಕವು ಸಮಾನಾಂತರ ಬಿಂದುವಿನ pH ಗೆ ಹತ್ತಿರವಾದ pKa ಹೊಂದಿರಬೇಕು, ಅತ್ಯಂತ ನಿಖರವಾದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳಿಗಾಗಿ.

pKa ಗೆ ಪರ್ಯಾಯಗಳು

pKa ಶಕ್ತಿಯ ಅಳೆಯುವ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ಕ್ರಮವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಕೆಲವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಪರ್ಯಾಯ ಪರಿಮಾಣಗಳಿವೆ:

1. pKb (ಆಧಾರ ವಿಭಜನೆ ಸ್ಥಿರಾಂಶ): ಆಧಾರದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ. pKa + pKb = 14 (25°C ನಲ್ಲಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ).

2. ಹಾಮೆಟ್ ಆಮ್ಲೀಯ ಕಾರ್ಯ (H₀): ಅತ್ಯಂತ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಆಮ್ಲಗಳಿಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ pH ಶ್ರೇಣಿಯು ಅಪರ್ಯಾಪ್ತವಾಗಿದೆ.

3. HSAB ತತ್ವ (ಹಾರ್ಡ್-ಸಾಫ್ಟ್ ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ): ಆಮ್ಲಗಳು ಮತ್ತು ಆಧಾರಗಳನ್ನು ಕಟು ಅಥವಾ ಮೃದುವಾಗಿ ವರ್ಗೀಕರಿಸುತ್ತದೆ, ಕೇವಲ ಪ್ರೋಟಾನ್ ನೀಡುವ ಮೂಲಕ ಮಾತ್ರವಲ್ಲ.

4. ಲೂಯಿಸ್ ಆಮ್ಲೀಯತೆ: ಪ್ರೋಟಾನ್ ನೀಡುವ ಬದಲು, ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಜೋಡಿಗಳನ್ನು ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ.

pKa ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯ ಇತಿಹಾಸ

pKa ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಇದು ರಾಸಾಯನಿಕದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ತತ್ವದ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ:

ಪ್ರಾರಂಭದ ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ತತ್ವಗಳು

ಆಮ್ಲಗಳು ಮತ್ತು ಆಧಾರಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು 18ನೇ ಶತಮಾನದ ಅಂತ್ಯದಲ್ಲಿ ಆಂಟೋಯಿನ್ ಲಾವೋಯ್ಸಿಯರ್ ಅವರ ಕೆಲಸದಿಂದ ಆರಂಭವಾಯಿತು, ಅವರು ಆಮ್ಲಗಳಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಶ್ರೇಣೀಬದ್ಧಿಸಿದರು (ಇದು ತಪ್ಪಾಗಿದೆ). 1884 ರಲ್ಲಿ, ಸ್ವಾಂಟೆ ಅರಹೆನಿಯಸ್ ಆಮ್ಲಗಳನ್ನು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಐಯಾನ್‌ಗಳನ್ನು (H⁺) ಉತ್ಪಾದಿಸುವಂತಹ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿ ಮತ್ತು ಆಧಾರಗಳನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಕ್ಸೈಡ್ ಐಯಾನ್‌ಗಳನ್ನು (OH⁻) ಉತ್ಪಾದಿಸುವಂತಹ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಿದರು.

ಬ್ರೋನ್ಸ್ಟೆಡ್-ಲೋರಿ ತತ್ವ

1923 ರಲ್ಲಿ, ಜೋಹಾನಸ್ ಬ್ರೋನ್ಸ್ಟೆಡ್ ಮತ್ತು ಥಾಮಸ್ ಲೋರಿ ಸ್ವಾಯತ್ತವಾಗಿ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಆಧಾರಗಳ ಹೆಚ್ಚು ಸಾಮಾನ್ಯ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದರು. ಅವರು ಆಮ್ಲವನ್ನು ಪ್ರೋಟಾನ್ ನೀಡುವ ವ್ಯಕ್ತಿಯಾಗಿ ಮತ್ತು ಆಧಾರವನ್ನು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ವ್ಯಕ್ತಿಯಾಗಿ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಿದರು. ಈ ತತ್ವವು ಆಮ್ಲ ಶಕ್ತಿಗೆ ಪ್ರಮಾಣಾತ್ಮಕ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಒದಗಿಸಿತು, ಆಮ್ಲ ವಿಭಜನೆ ಸ್ಥಿರಾಂಶ (Ka) ಮೂಲಕ.

pKa ಶ್ರೇಣಿಯ ಪರಿಚಯ

pKa ಸೂಚಕವು Ka ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವುದನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸಲು ಪರಿಚಯಿಸಲಾಯಿತು, ಇದು ಬಹಳಷ್ಟು ಆದೇಶಗಳ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ನೆಗೆಟಿವ್ ಲಾಗರಿತಮ್ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು pH ಶ್ರೇಣಿಯಂತಹ ಹೆಚ್ಚು ನಿರ್ವಹಣೀಯ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಿದರು.

ಪ್ರಮುಖ ಕೊಡುಗೆದಾರರು

• ಜೋಹಾನಸ್ ಬ್ರೋನ್ಸ್ಟೆಡ್ (1879-1947): ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಆಧಾರಗಳ ಪ್ರೋಟಾನ್ ದಾನಿ-ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ತತ್ವವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಡೆನ್ಮಾರ್ಕ್ ಭೌತಿಕ ರಾಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ
• ಥಾಮಸ್ ಲೋರಿ (1874-1936): ಸ್ವಾಯತ್ತವಾಗಿ ಅದೇ ತತ್ವವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿದ ಇಂಗ್ಲಿಷ್ ರಾಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ
• ಗಿಲ್‌ಬರ್ಟ್ ಲೂಯಿಸ್ (1875-1946): ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ತತ್ವವನ್ನು ಪ್ರೋಟಾನ್ ವರ್ಗಾವಣೆ ಹೊರತಾಗಿ ಇಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಜೋಡಿಗಳನ್ನು ಹಂಚಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ ವಿಸ್ತರಿಸಿದ ಅಮೆರಿಕನ್ ರಾಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ
• ಲೂಯಿಸ್ ಹಾಮೆಟ್ (1894-1987): ಆಮ್ಲತ್ವ ಮತ್ತು ಶ್ರೇಣಿಯ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಲೀನಿಯರ್ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿ ಸಂಬಂಧಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದವರು ಮತ್ತು ಹಾಮೆಟ್ ಆಮ್ಲೀಯ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಿದರು

ಆಧುನಿಕ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗಳು

ಇಂದಿನ ದಿನಗಳಲ್ಲಿ, ಗಣಕೀಯ ರಾಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವು ಆಮ್ಲಗಳ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಅಣುಗಳ ರಚನೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಊಹಿಸಲು ಅವಕಾಶ ನೀಡುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಉನ್ನತ ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ತಂತ್ರಗಳು ಸಂಕೀರ್ಣ ಅಣುಗಳಿಗಾಗಿ ನಿಖರವಾದ ಅಳೆಯುವಿಕೆಗಳನ್ನು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತವೆ. pKa ಮೌಲ್ಯಗಳ ಡೇಟಾಬೇಸ್ ವಿಸ್ತಾರಗೊಳ್ಳುತ್ತಲೇ ಇದೆ, ಇದು ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ರಾಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ಅರ್ಥವನ್ನು ಎಲ್ಲಾ ಶ್ರೇಣಿಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು

ನಮ್ಮ ಗಣಕವು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಡೇಟಾಬೇಸ್ನಿಂದ ಒದಗಿಸುತ್ತಿದ್ದರೂ, ನೀವು ಕೆಲವು ಸಮಯಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಡೇಟಾ ಅಥವಾ ವಿಭಜಿತವಾಗುವಿಕೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬೇಕಾಗಬಹುದು.

ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಡೇಟಾದಿಂದ

ನೀವು ದ್ರಾವಣದ pH ಅನ್ನು ಅಳೆಯುವಾಗ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಅದರ ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳನ್ನು ತಿಳಿದಾಗ, ನೀವು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:

$\text{pKa} = \text{pH} - \log_{10}\left(\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\right)$

ಇದು ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗಿದೆ.

ಗಣಕೀಯ ವಿಧಾನಗಳು

ಕೆಲವು ಗಣಕೀಯ ವಿಧಾನಗಳು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು:

1. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕಾನಿಕಲ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುಗಳು: ಡೆನ್ಸಿಟಿ ಫಂಕ್ಷನಲ್ ಥಿಯೋರಿ (DFT) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಬಿಡುಗಡೆಗೆ ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು
2. QSAR (ಕ್ವಾಂಟಿಟೇಟಿವ್ ಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್-ಆಕ್ಟಿವಿಟಿ ಸಂಬಂಧ): ಆಮ್ಲತ್ವವನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಅಣು ಶ್ರೇಣಿಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು
3. ಮಶೀನ್ ಲರ್ನಿಂಗ್ ಮಾದರಿಗಳು: ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ pKa ಡೇಟಾವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೊಸ ಸಂಯೋಜನೆಗಳಿಗೆ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಊಹಿಸಲು ತರಬೇತಿ ನೀಡುವ ಆಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳು

ಇಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್ ಭಾಷೆಗಳಲ್ಲಿ pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಕೋಡ್ ಉದಾಹರಣೆಗಳಿವೆ:

1# Python: ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ pH ಅಳೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು
2import math
3
4def calculate_pka_from_experiment(pH, acid_concentration, conjugate_base_concentration):
5    """
6    ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ pH ಅಳೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು
7    
8    Args:
9        pH: ದ್ರಾವಣದ ಅಳೆಯುವ pH
10        acid_concentration: ಅಸಮರ್ಪಿತ ಆಮ್ಲದ [HA] ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ
11        conjugate_base_concentration: ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ [A-] ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ
12        
13    Returns:
14        pKa ಮೌಲ್ಯ
15    """
16    if acid_concentration <= 0 or conjugate_base_concentration <= 0:
17        raise ValueError("ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು")
18    
19    ratio = conjugate_base_concentration / acid_concentration
20    pKa = pH - math.log10(ratio)
21    
22    return pKa
23
24# ಉದಾಹರಣೆ ಬಳಸುವುದು
25pH = 4.5
26acid_conc = 0.05  # mol/L
27base_conc = 0.03  # mol/L
28
29pKa = calculate_pka_from_experiment(pH, acid_conc, base_conc)
30print(f"Calculated pKa: {pKa:.2f}")
31

1// JavaScript: pKa ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳಿಂದ pH ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು (ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್)
2function calculatePH(pKa, acidConcentration, baseConcentration) {
3  if (acidConcentration <= 0 || baseConcentration <= 0) {
4    throw new Error("ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು");
5  }
6  
7  const ratio = baseConcentration / acidConcentration;
8  const pH = pKa + Math.log10(ratio);
9  
10  return pH;
11}
12
13// ಉದಾಹರಣೆ ಬಳಸುವುದು
14const pKa = 4.76;  // ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲ
15const acidConc = 0.1;  // mol/L
16const baseConc = 0.2;  // mol/L
17
18const pH = calculatePH(pKa, acidConc, baseConc);
19console.log(`Calculated pH: ${pH.toFixed(2)}`);
20

1# R: pKa ಯಿಂದ ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವ ಕಾರ್ಯ
2calculate_buffer_capacity <- function(pKa, total_concentration, pH) {
3  # ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ (β) ಅನ್ನು mol/L ನಲ್ಲಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ
4  # β = 2.303 * C * Ka * [H+] / (Ka + [H+])^2
5  
6  Ka <- 10^(-pKa)
7  H_conc <- 10^(-pH)
8  
9  buffer_capacity <- 2.303 * total_concentration * Ka * H_conc / (Ka + H_conc)^2
10  
11  return(buffer_capacity)
12}
13
14# ಉದಾಹರಣೆ ಬಳಸುವುದು
15pKa <- 7.21  # ಫಾಸ್ಫೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ
16total_conc <- 0.1  # mol/L
17pH <- 7.0
18
19buffer_cap <- calculate_buffer_capacity(pKa, total_conc, pH)
20cat(sprintf("ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ: %.4f mol/L\n", buffer_cap))
21

1public class PKaCalculator {
2    /**
3     * ನೀಡಲಾದ pH ನಲ್ಲಿ ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟೆಡ್ ಆಮ್ಲದ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ
4     * 
5     * @param pKa ಆಮ್ಲದ pKa ಮೌಲ್ಯ
6     * @param pH ದ್ರಾವಣದ pH
7     * @return ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟೆಡ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲದ ಶ್ರೇಣಿಯ ಪ್ರಮಾಣ (0 ರಿಂದ 1)
8     */
9    public static double calculateDeprotonatedFraction(double pKa, double pH) {
10        // ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ ಪುನಾರೂಪಿತವಾಗಿದೆ
11        // ಶ್ರೇಣಿಯು = 1 / (1 + 10^(pKa - pH))
12        
13        double exponent = pKa - pH;
14        double denominator = 1 + Math.pow(10, exponent);
15        
16        return 1 / denominator;
17    }
18    
19    public static void main(String[] args) {
20        double pKa = 4.76;  // ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲ
21        double pH = 5.0;
22        
23        double fraction = calculateDeprotonatedFraction(pKa, pH);
24        System.out.printf("pH %.1f ರಲ್ಲಿ, %.1f%% ಆಮ್ಲ ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟೆಡ್ ಆಗಿದೆ%n", 
25                          pH, fraction * 100);
26    }
27}
28

1' Excel ಸೂತ್ರವನ್ನು pKa ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳಿಂದ pH ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು
2' A1 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: pKa ಮೌಲ್ಯ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 4.76 ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲಕ್ಕಾಗಿ)
3' A2 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 0.1)
4' A3 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 0.05)
5' A4 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ, ಸೂತ್ರವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ:
6=A1+LOG10(A3/A2)
7
8' ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟಡ್ ಆಮ್ಲದ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು Excel ಸೂತ್ರ
9' B1 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: pKa ಮೌಲ್ಯ
10' B2 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: ದ್ರಾವಣದ pH
11' B3 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ, ಸೂತ್ರವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ:
12=1/(1+10^(B1-B2))
13

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೇಳುವ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು

pKa ಮತ್ತು pH ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಏನು?

pKa ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಮ್ಲದ ಗುಣ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲದ ಅಣುಗಳ ಅರ್ಧ ಭಾಗವು ವಿಭಜಿತವಾಗಿರುವ pH ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ. pH ಇದು ದ್ರಾವಣದ ಆಮ್ಲೀಯತೆ ಅಥವಾ ಆಧಾರಿತವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಐಯಾನ್ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ನ ನೆಗೆಟಿವ್ ಲಾಗರಿತಮ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. pKa ಇದು ಸಂಯೋಜನೆಯ ಗುಣ, ಆದರೆ pH ಇದು ದ್ರಾವಣದ ಗುಣ.

ತಾಪಮಾನ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ?

ತಾಪಮಾನ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ತಾಪಮಾನವು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಬಹಳಷ್ಟು ಆಮ್ಲಗಳ pKa ಸ್ವಲ್ಪ ಕಡಿಮೆ ಆಗುತ್ತದೆ (ಪ್ರತಿ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ 0.01-0.03 pKa ಯಷ್ಟು). ಇದು ಆಮ್ಲಗಳ ವಿಭಜನೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎಂಡೋಥರ್ಮಿಕ್ ಆಗಿರುವ ಕಾರಣ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವು ಲೆ ಚಾಟ್ಲಿಯರ್‌ನ ತತ್ವದ ಪ್ರಕಾರ ವಿಭಜನೆಯ ಪರಿಕರವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ನಮ್ಮ ಗಣಕವು 25°C (298.15 K) ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಮಾಣಿತ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಸಂಯೋಜನೆಗೆ ಬಹಳಷ್ಟು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳಿರಬಹುದೇ?

ಹೌದು, ಬಹು-ಐಯನೀಕರಣದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಂಯೋಜನೆಗಳಿಗೆ ಬಹಳಷ್ಟು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳಿರುತ್ತವೆ (ಬಹು-ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲಗಳು). ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಫಾಸ್ಫೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (H₃PO₄) ಗೆ ಮೂರು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳಿವೆ: pKa₁ = 2.12, pKa₂ = 7.21, ಮತ್ತು pKa₃ = 12.67. ಪ್ರತಿ ಮೌಲ್ಯವು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಕಳೆಯುವ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದು ಹೆಚ್ಚು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ pKa₁ < pKa₂ < pKa₃.

pKa ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿದೆ?

pKa ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಶಕ್ತಿ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿವೆ: ಕಡಿಮೆ pKa ಮೌಲ್ಯವು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಕಡಿಮೆ pKa ಇದು ಹೆಚ್ಚು Ka (ಆಮ್ಲ ವಿಭಜನೆ ಸ್ಥಿರಾಂಶ) ಅನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಆಮ್ಲವು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಸುಲಭವಾಗಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಹೈಡ್ರೋಕ್ಲೋರಿ ಆಮ್ಲ (HCl) ಗೆ -6.3 pKa ಇದೆ, ಇದು ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲ (CH₃COOH) ಗೆ 4.76 pKa ಇರುವುದಕ್ಕಿಂತ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿಯಾಗಿದೆ.

ನನ್ನ ಸಂಯೋಜನೆ ಗಣಕದ ಡೇಟಾಬೇಸ್ನಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲವೇ?

ನಮ್ಮ ಗಣಕವು ಅನೇಕ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಆದರೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಶ್ವವು ವಿಶಾಲವಾಗಿದೆ. ನಿಮ್ಮ ಸಂಯೋಜನೆ ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲದ ಕಾರಣಗಳು ಇವುಗಳಾಗಿರಬಹುದು:

• ನೀವು ಅಸಾಮಾನ್ಯ ಸೂತ್ರದ ಸೂಚಕವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿದ್ದೀರಿ
• ಸಂಯೋಜನೆ ಅಪರಿಚಿತ ಅಥವಾ ಇತ್ತೀಚೆಗೆ 합성ವಾಗಿದೆ
• pKa ಅನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ
• ನೀವು pKa ಅನ್ನು ಹುಡುಕಲು ವಿಜ್ಞಾನ ಸಾಹಿತ್ಯ ಅಥವಾ ವಿಶೇಷ ಡೇಟಾಬೇಸ್‌ಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿದೆ

ನಾನು pKa ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣೆಯ pH ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು?

ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣೆಯ pH ಅನ್ನು ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:

$\text{pH} = \text{pKa} + \log_{10}\left(\frac{[\text{base}]}{[\text{acid}]}\right)$

ಅಲ್ಲಿ [base] ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ ಮತ್ತು [acid] ದುರ್ಬಲ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮೀಕರಣವು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳು ಸುಮಾರು 10 ರ ಅಂಶದ ಒಳಗೆ ಇರಬೇಕು.

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿವೆ?

ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣೆಯು ಗರಿಷ್ಠ ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ (pH ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧ) ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ pH ಆಮ್ಲದ pKa ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿದೆ. ಈ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಅದರ ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ಆಧಾರವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಉತ್ತಮ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಬಫರ್‌ಗಳ ಶ್ರೇಣಿಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ pKa ± 1 pH ಯಲ್ಲಿದೆ.

ಸೊಲ್ವೆಂಟ್ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ?

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ವಿವಿಧ ಸೊಲ್ವೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ dramatically ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ:

• ಧ್ರುವೀಯ ಪ್ರೋಟಿಕ್ ಸೊಲ್ವೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್‌ಗಳಂತಹ), pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಇರುವಂತಹದಕ್ಕೂ ಹೋಲಿಸುತ್ತವೆ
• ಧ್ರುವೀಯ ಅಪ್ರೋಟಿಕ್ ಸೊಲ್ವೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (DMSO ಅಥವಾ ಅಸೆಟೋನಿಟ್ರಿಲ್‌ಗಳಂತಹ), ಆಮ್ಲಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿರುವಂತೆ ತೋರುತ್ತವೆ (ಹೆಚ್ಚಿನ pKa)
• ಅಸಾಧಾರಣ ಸೊಲ್ವೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ವರ್ತನೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲವು ನೀರಿನಲ್ಲಿ 4.76 pKa ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ DMSO ನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 12.3 pKa ಹೊಂದಿದೆ.

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು

ನಮ್ಮ ಗಣಕವು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಡೇಟಾಬೇಸ್ನಿಂದ ಒದಗಿಸುತ್ತಿದ್ದರೂ, ನೀವು ಕೆಲವು ಸಮಯಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಡೇಟಾ ಅಥವಾ ವಿಭಜಿತವಾಗುವಿಕೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬೇಕಾಗಬಹುದು.

ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಡೇಟಾದಿಂದ

ನೀವು ದ್ರಾವಣದ pH ಅನ್ನು ಅಳೆಯುವಾಗ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಅದರ ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳನ್ನು ತಿಳಿದಾಗ, ನೀವು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:

$\text{pKa} = \text{pH} - \log_{10}\left(\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\right)$

ಇದು ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗಿದೆ.

ಗಣಕೀಯ ವಿಧಾನಗಳು

ಕೆಲವು ಗಣಕೀಯ ವಿಧಾನಗಳು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು:

1. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕಾನಿಕಲ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುಗಳು: ಡೆನ್ಸಿಟಿ ಫಂಕ್ಷನಲ್ ಥಿಯೋರಿ (DFT) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಬಿಡುಗಡೆಗೆ ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು
2. QSAR (ಕ್ವಾಂಟಿಟೇಟಿವ್ ಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್-ಆಕ್ಟಿವಿಟಿ ಸಂಬಂಧ): ಆಮ್ಲತ್ವವನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಅಣು ಶ್ರೇಣಿಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು
3. ಮಶೀನ್ ಲರ್ನಿಂಗ್ ಮಾದರಿಗಳು: ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ pKa ಡೇಟಾವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೊಸ ಸಂಯೋಜನೆಗಳಿಗೆ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಊಹಿಸಲು ತರಬೇತಿ ನೀಡುವ ಆಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳು

ಇಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್ ಭಾಷೆಗಳಲ್ಲಿ pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಕೋಡ್ ಉದಾಹರಣೆಗಳಿವೆ:

1# Python: ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ pH ಅಳೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು
2import math
3
4def calculate_pka_from_experiment(pH, acid_concentration, conjugate_base_concentration):
5    """
6    ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ pH ಅಳೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು
7    
8    Args:
9        pH: ದ್ರಾವಣದ ಅಳೆಯುವ pH
10        acid_concentration: ಅಸಮರ್ಪಿತ ಆಮ್ಲದ [HA] ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ
11        conjugate_base_concentration: ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ [A-] ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ
12        
13    Returns:
14        pKa ಮೌಲ್ಯ
15    """
16    if acid_concentration <= 0 or conjugate_base_concentration <= 0:
17        raise ValueError("ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು")
18    
19    ratio = conjugate_base_concentration / acid_concentration
20    pKa = pH - math.log10(ratio)
21    
22    return pKa
23
24# ಉದಾಹರಣೆ ಬಳಸುವುದು
25pH = 4.5
26acid_conc = 0.05  # mol/L
27base_conc = 0.03  # mol/L
28
29pKa = calculate_pka_from_experiment(pH, acid_conc, base_conc)
30print(f"Calculated pKa: {pKa:.2f}")
31

1// JavaScript: pKa ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳಿಂದ pH ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು (ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್)
2function calculatePH(pKa, acidConcentration, baseConcentration) {
3  if (acidConcentration <= 0 || baseConcentration <= 0) {
4    throw new Error("ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು");
5  }
6  
7  const ratio = baseConcentration / acidConcentration;
8  const pH = pKa + Math.log10(ratio);
9  
10  return pH;
11}
12
13// ಉದಾಹರಣೆ ಬಳಸುವುದು
14const pKa = 4.76;  // ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲ
15const acidConc = 0.1;  // mol/L
16const baseConc = 0.2;  // mol/L
17
18const pH = calculatePH(pKa, acidConc, baseConc);
19console.log(`Calculated pH: ${pH.toFixed(2)}`);
20

1# R: pKa ಯಿಂದ ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವ ಕಾರ್ಯ
2calculate_buffer_capacity <- function(pKa, total_concentration, pH) {
3  # ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ (β) ಅನ್ನು mol/L ನಲ್ಲಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ
4  # β = 2.303 * C * Ka * [H+] / (Ka + [H+])^2
5  
6  Ka <- 10^(-pKa)
7  H_conc <- 10^(-pH)
8  
9  buffer_capacity <- 2.303 * total_concentration * Ka * H_conc / (Ka + H_conc)^2
10  
11  return(buffer_capacity)
12}
13
14# ಉದಾಹರಣೆ ಬಳಸುವುದು
15pKa <- 7.21  # ಫಾಸ್ಫೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ
16total_conc <- 0.1  # mol/L
17pH <- 7.0
18
19buffer_cap <- calculate_buffer_capacity(pKa, total_conc, pH)
20cat(sprintf("ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ: %.4f mol/L\n", buffer_cap))
21

1public class PKaCalculator {
2    /**
3     * ನೀಡಲಾದ pH ನಲ್ಲಿ ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟೆಡ್ ಆಮ್ಲದ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ
4     * 
5     * @param pKa ಆಮ್ಲದ pKa ಮೌಲ್ಯ
6     * @param pH ದ್ರಾವಣದ pH
7     * @return ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟೆಡ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲದ ಶ್ರೇಣಿಯ ಪ್ರಮಾಣ (0 ರಿಂದ 1)
8     */
9    public static double calculateDeprotonatedFraction(double pKa, double pH) {
10        // ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ ಪುನಾರೂಪಿತವಾಗಿದೆ
11        // ಶ್ರೇಣಿಯು = 1 / (1 + 10^(pKa - pH))
12        
13        double exponent = pKa - pH;
14        double denominator = 1 + Math.pow(10, exponent);
15        
16        return 1 / denominator;
17    }
18    
19    public static void main(String[] args) {
20        double pKa = 4.76;  // ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲ
21        double pH = 5.0;
22        
23        double fraction = calculateDeprotonatedFraction(pKa, pH);
24        System.out.printf("pH %.1f ರಲ್ಲಿ, %.1f%% ಆಮ್ಲ ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟೆಡ್ ಆಗಿದೆ%n", 
25                          pH, fraction * 100);
26    }
27}
28

1' Excel ಸೂತ್ರವನ್ನು pKa ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳಿಂದ pH ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು
2' A1 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: pKa ಮೌಲ್ಯ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 4.76 ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲಕ್ಕಾಗಿ)
3' A2 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 0.1)
4' A3 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 0.05)
5' A4 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ, ಸೂತ್ರವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ:
6=A1+LOG10(A3/A2)
7
8' ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟಡ್ ಆಮ್ಲದ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು Excel ಸೂತ್ರ
9' B1 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: pKa ಮೌಲ್ಯ
10' B2 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: ದ್ರಾವಣದ pH
11' B3 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ, ಸೂತ್ರವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ:
12=1/(1+10^(B1-B2))
13

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೇಳುವ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು

pKa ಮತ್ತು pH ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಏನು?

pKa ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಮ್ಲದ ಗುಣ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲದ ಅಣುಗಳ ಅರ್ಧ ಭಾಗವು ವಿಭಜಿತವಾಗಿರುವ pH ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ. pH ಇದು ದ್ರಾವಣದ ಆಮ್ಲೀಯತೆ ಅಥವಾ ಆಧಾರಿತವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಐಯಾನ್ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ನ ನೆಗೆಟಿವ್ ಲಾಗರಿತಮ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. pKa ಇದು ಸಂಯೋಜನೆಯ ಗುಣ, ಆದರೆ pH ಇದು ದ್ರಾವಣದ ಗುಣ.

ತಾಪಮಾನ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ?

ತಾಪಮಾನ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ತಾಪಮಾನವು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಬಹಳಷ್ಟು ಆಮ್ಲಗಳ pKa ಸ್ವಲ್ಪ ಕಡಿಮೆ ಆಗುತ್ತದೆ (ಪ್ರತಿ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ 0.01-0.03 pKa ಯಷ್ಟು). ಇದು ಆಮ್ಲಗಳ ವಿಭಜನೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎಂಡೋಥರ್ಮಿಕ್ ಆಗಿರುವ ಕಾರಣ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವು ಲೆ ಚಾಟ್ಲಿಯರ್‌ನ ತತ್ವದ ಪ್ರಕಾರ ವಿಭಜನೆಯ ಪರಿಕರವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ನಮ್ಮ ಗಣಕವು 25°C (298.15 K) ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಮಾಣಿತ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಸಂಯೋಜನೆಗೆ ಬಹಳಷ್ಟು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳಿರಬಹುದೇ?

ಹೌದು, ಬಹು-ಐಯನೀಕರಣದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಂಯೋಜನೆಗಳಿಗೆ ಬಹಳಷ್ಟು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳಿರುತ್ತವೆ (ಬಹು-ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲಗಳು). ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಫಾಸ್ಫೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (H₃PO₄) ಗೆ ಮೂರು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳಿವೆ: pKa₁ = 2.12, pKa₂ = 7.21, ಮತ್ತು pKa₃ = 12.67. ಪ್ರತಿ ಮೌಲ್ಯವು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಕಳೆಯುವ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದು ಹೆಚ್ಚು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ pKa₁ < pKa₂ < pKa₃.

pKa ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿದೆ?

pKa ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಶಕ್ತಿ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿವೆ: ಕಡಿಮೆ pKa ಮೌಲ್ಯವು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಕಡಿಮೆ pKa ಇದು ಹೆಚ್ಚು Ka (ಆಮ್ಲ ವಿಭಜನೆ ಸ್ಥಿರಾಂಶ) ಅನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಆಮ್ಲವು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಸುಲಭವಾಗಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಹೈಡ್ರೋಕ್ಲೋರಿ ಆಮ್ಲ (HCl) ಗೆ -6.3 pKa ಇದೆ, ಇದು ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲ (CH₃COOH) ಗೆ 4.76 pKa ಇರುವುದಕ್ಕಿಂತ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿಯಾಗಿದೆ.

ನನ್ನ ಸಂಯೋಜನೆ ಗಣಕದ ಡೇಟಾಬೇಸ್ನಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲವೇ?

ನಮ್ಮ ಗಣಕವು ಅನೇಕ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಆದರೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಶ್ವವು ವಿಶಾಲವಾಗಿದೆ. ನಿಮ್ಮ ಸಂಯೋಜನೆ ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲದ ಕಾರಣಗಳು ಇವುಗಳಾಗಿರಬಹುದು:

• ನೀವು ಅಸಾಮಾನ್ಯ ಸೂತ್ರದ ಸೂಚಕವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿದ್ದೀರಿ
• ಸಂಯೋಜನೆ ಅಪರಿಚಿತ ಅಥವಾ ಇತ್ತೀಚೆಗೆ 합成ವಾಗಿದೆ
• pKa ಅನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ
• ನೀವು pKa ಅನ್ನು ಹುಡುಕಲು ವಿಜ್ಞಾನ ಸಾಹಿತ್ಯ ಅಥವಾ ವಿಶೇಷ ಡೇಟಾಬೇಸ್‌ಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿದೆ

ನಾನು pKa ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣೆಯ pH ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು?

ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣೆಯ pH ಅನ್ನು ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:

$\text{pH} = \text{pKa} + \log_{10}\left(\frac{[\text{base}]}{[\text{acid}]}\right)$

ಅಲ್ಲಿ [base] ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ ಮತ್ತು [acid] ದುರ್ಬಲ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮೀಕರಣವು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳು ಸುಮಾರು 10 ರ ಅಂಶದ ಒಳಗೆ ಇರಬೇಕು.

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿವೆ?

ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣೆಯು ಗರಿಷ್ಠ ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ (pH ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧ) ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ pH ಆಮ್ಲದ pKa ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿದೆ. ಈ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಅದರ ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ಆಧಾರವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಉತ್ತಮ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಬಫರ್‌ಗಳ ಶ್ರೇಣಿಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ pKa ± 1 pH ಯಲ್ಲಿದೆ.

ಸೊಲ್ವೆಂಟ್ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ?

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ವಿಭಿನ್ನ ಸೊಲ್ವೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ dramatically ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ:

• ಧ್ರುವೀಯ ಪ್ರೋಟಿಕ್ ಸೊಲ್ವೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್‌ಗಳಂತಹ), pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಇರುವಂತಹದಕ್ಕೂ ಹೋಲಿಸುತ್ತವೆ
• ಧ್ರುವೀಯ ಅಪ್ರೋಟಿಕ್ ಸೊಲ್ವೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (DMSO ಅಥವಾ ಅಸೆಟೋನಿಟ್ರಿಲ್‌ಗಳಂತಹ), ಆಮ್ಲಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿರುವಂತೆ ತೋರುತ್ತವೆ (ಹೆಚ್ಚಿನ pKa)
• ಅಸಾಧಾರಣ ಸೊಲ್ವೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ವರ್ತನೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲವು ನೀರಿನಲ್ಲಿ 4.76 pKa ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ DMSO ನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 12.3 pKa ಹೊಂದಿದೆ.

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು

ನಮ್ಮ ಗಣಕವು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಡೇಟಾಬೇಸ್ನಿಂದ ಒದಗಿಸುತ್ತಿದ್ದರೂ, ನೀವು ಕೆಲವು ಸಮಯಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಡೇಟಾ ಅಥವಾ ವಿಭಜಿತವಾಗುವಿಕೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬೇಕಾಗಬಹುದು.

ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಡೇಟಾದಿಂದ

ನೀವು ದ್ರಾವಣದ pH ಅನ್ನು ಅಳೆಯುವಾಗ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು dessen ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳನ್ನು ತಿಳಿದಾಗ, ನೀವು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:

$\text{pKa} = \text{pH} - \log_{10}\left(\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\right)$

ಇದು ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗಿದೆ.

ಗಣಕೀಯ ವಿಧಾನಗಳು

ಕೆಲವು ಗಣಕೀಯ ವಿಧಾನಗಳು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು:

1. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕಾನಿಕಲ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುಗಳು: ಡೆನ್ಸಿಟಿ ಫಂಕ್ಷನಲ್ ಥಿಯೋರಿ (DFT) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಬಿಡುಗಡೆಗೆ ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು
2. QSAR (ಕ್ವಾಂಟಿಟೇಟಿವ್ ಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್-ಆಕ್ಟಿವಿಟಿ ಸಂಬಂಧ): ಆಮ್ಲತ್ವವನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಅಣು ಶ್ರೇಣಿಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು
3. ಮಶೀನ್ ಲರ್ನಿಂಗ್ ಮಾದರಿಗಳು: ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ pKa ಡೇಟಾವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೊಸ ಸಂಯೋಜನೆಗಳಿಗೆ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಊಹಿಸಲು ತರಬೇತಿ ನೀಡುವ ಆಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳು

ಇಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್ ಭಾಷೆಗಳಲ್ಲಿ pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಕೋಡ್ ಉದಾಹರಣೆಗಳಿವೆ:

1# Python: ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ pH ಅಳೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು
2import math
3
4def calculate_pka_from_experiment(pH, acid_concentration, conjugate_base_concentration):
5    """
6    ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ pH ಅಳೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು
7    
8    Args:
9        pH: ದ್ರಾವಣದ ಅಳೆಯುವ pH
10        acid_concentration: ಅಸಮರ್ಪಿತ ಆಮ್ಲದ [HA] ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ
11        conjugate_base_concentration: ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ [A-] ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ
12        
13    Returns:
14        pKa ಮೌಲ್ಯ
15    """
16    if acid_concentration <= 0 or conjugate_base_concentration <= 0:
17        raise ValueError("ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು")
18    
19    ratio = conjugate_base_concentration / acid_concentration
20    pKa = pH - math.log10(ratio)
21    
22    return pKa
23
24# ಉದಾಹರಣೆ ಬಳಸುವುದು
25pH = 4.5
26acid_conc = 0.05  # mol/L
27base_conc = 0.03  # mol/L
28
29pKa = calculate_pka_from_experiment(pH, acid_conc, base_conc)
30print(f"Calculated pKa: {pKa:.2f}")
31

1// JavaScript: pKa ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳಿಂದ pH ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು (ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್)
2function calculatePH(pKa, acidConcentration, baseConcentration) {
3  if (acidConcentration <= 0 || baseConcentration <= 0) {
4    throw new Error("ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು");
5  }
6  
7  const ratio = baseConcentration / acidConcentration;
8  const pH = pKa + Math.log10(ratio);
9  
10  return pH;
11}
12
13// ಉದಾಹರಣೆ ಬಳಸುವುದು
14const pKa = 4.76;  // ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲ
15const acidConc = 0.1;  // mol/L
16const baseConc = 0.2;  // mol/L
17
18const pH = calculatePH(pKa, acidConc, baseConc);
19console.log(`Calculated pH: ${pH.toFixed(2)}`);
20

1# R: pKa ಯಿಂದ ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವ ಕಾರ್ಯ
2calculate_buffer_capacity <- function(pKa, total_concentration, pH) {
3  # ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ (β) ಅನ್ನು mol/L ನಲ್ಲಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ
4  # β = 2.303 * C * Ka * [H+] / (Ka + [H+])^2
5  
6  Ka <- 10^(-pKa)
7  H_conc <- 10^(-pH)
8  
9  buffer_capacity <- 2.303 * total_concentration * Ka * H_conc / (Ka + H_conc)^2
10  
11  return(buffer_capacity)
12}
13
14# ಉದಾಹರಣೆ ಬಳಸುವುದು
15pKa <- 7.21  # ಫಾಸ್ಫೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ
16total_conc <- 0.1  # mol/L
17pH <- 7.0
18
19buffer_cap <- calculate_buffer_capacity(pKa, total_conc, pH)
20cat(sprintf("ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ: %.4f mol/L\n", buffer_cap))
21

1public class PKaCalculator {
2    /**
3     * ನೀಡಲಾದ pH ನಲ್ಲಿ ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟೆಡ್ ಆಮ್ಲದ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ
4     * 
5     * @param pKa ಆಮ್ಲದ pKa ಮೌಲ್ಯ
6     * @param pH ದ್ರಾವಣದ pH
7     * @return ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟೆಡ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲದ ಶ್ರೇಣಿಯ ಪ್ರಮಾಣ (0 ರಿಂದ 1)
8     */
9    public static double calculateDeprotonatedFraction(double pKa, double pH) {
10        // ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ ಪುನಾರೂಪಿತವಾಗಿದೆ
11        // ಶ್ರೇಣಿಯು = 1 / (1 + 10^(pKa - pH))
12        
13        double exponent = pKa - pH;
14        double denominator = 1 + Math.pow(10, exponent);
15        
16        return 1 / denominator;
17    }
18    
19    public static void main(String[] args) {
20        double pKa = 4.76;  // ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲ
21        double pH = 5.0;
22        
23        double fraction = calculateDeprotonatedFraction(pKa, pH);
24        System.out.printf("pH %.1f ರಲ್ಲಿ, %.1f%% ಆಮ್ಲ ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟೆಡ್ ಆಗಿದೆ%n", 
25                          pH, fraction * 100);
26    }
27}
28

1' Excel ಸೂತ್ರವನ್ನು pKa ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳಿಂದ pH ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು
2' A1 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: pKa ಮೌಲ್ಯ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 4.76 ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲಕ್ಕಾಗಿ)
3' A2 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 0.1)
4' A3 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 0.05)
5' A4 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ, ಸೂತ್ರವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ:
6=A1+LOG10(A3/A2)
7
8' ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟಡ್ ಆಮ್ಲದ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು Excel ಸೂತ್ರ
9' B1 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: pKa ಮೌಲ್ಯ
10' B2 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: ದ್ರಾವಣದ pH
11' B3 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ, ಸೂತ್ರವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ:
12=1/(1+10^(B1-B2))
13

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೇಳುವ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು

pKa ಮತ್ತು pH ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಏನು?

pKa ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಮ್ಲದ ಗುಣ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲದ ಅಣುಗಳ ಅರ್ಧ ಭಾಗವು ವಿಭಜಿತವಾಗಿರುವ pH ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ. pH ಇದು ದ್ರಾವಣದ ಆಮ್ಲೀಯತೆ ಅಥವಾ ಆಧಾರಿತವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಐಯಾನ್ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ನ ನೆಗೆಟಿವ್ ಲಾಗರಿತಮ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. pKa ಇದು ಸಂಯೋಜನೆಯ ಗುಣ, ಆದರೆ pH ಇದು ದ್ರಾವಣದ ಗುಣ.

ತಾಪಮಾನ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ?

ತಾಪಮಾನ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ತಾಪಮಾನವು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಬಹಳಷ್ಟು ಆಮ್ಲಗಳ pKa ಸ್ವಲ್ಪ ಕಡಿಮೆ ಆಗುತ್ತದೆ (ಪ್ರತಿ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ 0.01-0.03 pKa ಯಷ್ಟು). ಇದು ಆಮ್ಲಗಳ ವಿಭಜನೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎಂಡೋಥರ್ಮಿಕ್ ಆಗಿರುವ ಕಾರಣ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವು ಲೆ ಚಾಟ್ಲಿಯರ್‌ನ ತತ್ವದ ಪ್ರಕಾರ ವಿಭಜನೆಯ ಪರಿಕರವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ನಮ್ಮ ಗಣಕವು 25°C (298.15 K) ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಮಾಣಿತ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಸಂಯೋಜನೆಗೆ ಬಹಳಷ್ಟು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳಿರಬಹುದೇ?

ಹೌದು, ಬಹು-ಐಯನೀಕರಣದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಂಯೋಜನೆಗಳಿಗೆ ಬಹಳಷ್ಟು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳಿರುತ್ತವೆ (ಬಹು-ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲಗಳು). ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಫಾಸ್ಫೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (H₃PO₄) ಗೆ ಮೂರು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳಿವೆ: pKa₁ = 2.12, pKa₂ = 7.21, ಮತ್ತು pKa₃ = 12.67. ಪ್ರತಿ ಮೌಲ್ಯವು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಕಳೆಯುವ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದು ಹೆಚ್ಚು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ pKa₁ < pKa₂ < pKa₃.

pKa ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿದೆ?

pKa ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಶಕ್ತಿ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿವೆ: ಕಡಿಮೆ pKa ಮೌಲ್ಯವು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಕಡಿಮೆ pKa ಇದು ಹೆಚ್ಚು Ka (ಆಮ್ಲ ವಿಭಜನೆ ಸ್ಥಿರಾಂಶ) ಅನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಆಮ್ಲವು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಸುಲಭವಾಗಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಹೈಡ್ರೋಕ್ಲೋರಿ ಆಮ್ಲ (HCl) ಗೆ -6.3 pKa ಇದೆ, ಇದು ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲ (CH₃COOH) ಗೆ 4.76 pKa ಇರುವುದಕ್ಕಿಂತ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿಯಾಗಿದೆ.

ನನ್ನ ಸಂಯೋಜನೆ ಗಣಕದ ಡೇಟಾಬೇಸ್ನಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲವೇ?

ನಮ್ಮ ಗಣಕವು ಅನೇಕ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಆದರೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಶ್ವವು ವಿಶಾಲವಾಗಿದೆ. ನಿಮ್ಮ ಸಂಯೋಜನೆ ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲದ ಕಾರಣಗಳು ಇವುಗಳಾಗಿರಬಹುದು:

• ನೀವು ಅಸಾಮಾನ್ಯ ಸೂತ್ರದ ಸೂಚಕವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿದ್ದೀರಿ
• ಸಂಯೋಜನೆ ಅಪರಿಚಿತ ಅಥವಾ ಇತ್ತೀಚೆಗೆ 합成ವಾಗಿದೆ
• pKa ಅನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ
• ನೀವು pKa ಅನ್ನು ಹುಡುಕಲು ವಿಜ್ಞಾನ ಸಾಹಿತ್ಯ ಅಥವಾ ವಿಶೇಷ ಡೇಟಾಬೇಸ್‌ಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿದೆ

ನಾನು pKa ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣೆಯ pH ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು?

ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣೆಯ pH ಅನ್ನು ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:

$\text{pH} = \text{pKa} + \log_{10}\left(\frac{[\text{base}]}{[\text{acid}]}\right)$

ಅಲ್ಲಿ [base] ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ ಮತ್ತು [acid] ದುರ್ಬಲ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮೀಕರಣವು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳು ಸುಮಾರು 10 ರ ಅಂಶದ ಒಳಗೆ ಇರಬೇಕು.

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿವೆ?

ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣೆಯು ಗರಿಷ್ಠ ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ (pH ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧ) ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ pH ಆಮ್ಲದ pKa ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿದೆ. ಈ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಅದರ ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ಆಧಾರವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಉತ್ತಮ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಬಫರ್‌ಗಳ ಶ್ರೇಣಿಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ pKa ± 1 pH ಯಲ್ಲಿದೆ.

ಸೊಲ್ವೆಂಟ್ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ?

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ವಿಭಿನ್ನ ಸೊಲ್ವೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ dramatically ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ:

• ಧ್ರುವೀಯ ಪ್ರೋಟಿಕ್ ಸೊಲ್ವೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್‌ಗಳಂತಹ), pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಇರುವಂತಹದಕ್ಕೂ ಹೋಲಿಸುತ್ತವೆ
• ಧ್ರುವೀಯ ಅಪ್ರೋಟಿಕ್ ಸೊಲ್ವೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (DMSO ಅಥವಾ ಅಸೆಟೋನಿಟ್ರಿಲ್‌ಗಳಂತಹ), ಆಮ್ಲಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿರುವಂತೆ ತೋರುತ್ತವೆ (ಹೆಚ್ಚಿನ pKa)
• ಅಸಾಧಾರಣ ಸೊಲ್ವೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ವರ್ತನೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲವು ನೀರಿನಲ್ಲಿ 4.76 pKa ಹೊಂದಿದೆ, ಆದರೆ DMSO ನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 12.3 pKa ಹೊಂದಿದೆ.

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು

ನಮ್ಮ ಗಣಕವು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಡೇಟಾಬೇಸ್ನಿಂದ ಒದಗಿಸುತ್ತಿದ್ದರೂ, ನೀವು ಕೆಲವು ಸಮಯಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಡೇಟಾ ಅಥವಾ ವಿಭಜಿತವಾಗುವಿಕೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬೇಕಾಗಬಹುದು.

ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಡೇಟಾದಿಂದ

ನೀವು ದ್ರಾವಣದ pH ಅನ್ನು ಅಳೆಯುವಾಗ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು dessen ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳನ್ನು ತಿಳಿದಾಗ, ನೀವು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:

$\text{pKa} = \text{pH} - \log_{10}\left(\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\right)$

ಇದು ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗಿದೆ.

ಗಣಕೀಯ ವಿಧಾನಗಳು

ಕೆಲವು ಗಣಕೀಯ ವಿಧಾನಗಳು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು:

1. ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಮೆಕಾನಿಕಲ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುಗಳು: ಡೆನ್ಸಿಟಿ ಫಂಕ್ಷನಲ್ ಥಿಯೋರಿ (DFT) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಬಿಡುಗಡೆಗೆ ಉಚಿತ ಶಕ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು
2. QSAR (ಕ್ವಾಂಟಿಟೇಟಿವ್ ಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್-ಆಕ್ಟಿವಿಟಿ ಸಂಬಂಧ): ಆಮ್ಲತ್ವವನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಅಣು ಶ್ರೇಣಿಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದು
3. ಮಶೀನ್ ಲರ್ನಿಂಗ್ ಮಾದರಿಗಳು: ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ pKa ಡೇಟಾವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೊಸ ಸಂಯೋಜನೆಗಳಿಗೆ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಊಹಿಸಲು ತರಬೇತಿ ನೀಡುವ ಆಲ್ಗಾರಿದಮ್‌ಗಳು

ಇಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್ ಭಾಷೆಗಳಲ್ಲಿ pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಕೋಡ್ ಉದಾಹರಣೆಗಳಿವೆ:

1# Python: ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ pH ಅಳೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು
2import math
3
4def calculate_pka_from_experiment(pH, acid_concentration, conjugate_base_concentration):
5    """
6    ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ pH ಅಳೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು pKa ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು
7    
8    Args:
9        pH: ದ್ರಾವಣದ ಅಳೆಯುವ pH
10        acid_concentration: ಅಸಮರ್ಪಿತ ಆಮ್ಲದ [HA] ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ
11        conjugate_base_concentration: ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ [A-] ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ
12        
13    Returns:
14        pKa ಮೌಲ್ಯ
15    """
16    if acid_concentration <= 0 or conjugate_base_concentration <= 0:
17        raise ValueError("ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು")
18    
19    ratio = conjugate_base_concentration / acid_concentration
20    pKa = pH - math.log10(ratio)
21    
22    return pKa
23
24# ಉದಾಹರಣೆ ಬಳಸುವುದು
25pH = 4.5
26acid_conc = 0.05  # mol/L
27base_conc = 0.03  # mol/L
28
29pKa = calculate_pka_from_experiment(pH, acid_conc, base_conc)
30print(f"Calculated pKa: {pKa:.2f}")
31

1// JavaScript: pKa ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳಿಂದ pH ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು (ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್)
2function calculatePH(pKa, acidConcentration, baseConcentration) {
3  if (acidConcentration <= 0 || baseConcentration <= 0) {
4    throw new Error("ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳು ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರಬೇಕು");
5  }
6  
7  const ratio = baseConcentration / acidConcentration;
8  const pH = pKa + Math.log10(ratio);
9  
10  return pH;
11}
12
13// ಉದಾಹರಣೆ ಬಳಸುವುದು
14const pKa = 4.76;  // ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲ
15const acidConc = 0.1;  // mol/L
16const baseConc = 0.2;  // mol/L
17
18const pH = calculatePH(pKa, acidConc, baseConc);
19console.log(`Calculated pH: ${pH.toFixed(2)}`);
20

1# R: pKa ಯಿಂದ ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವ ಕಾರ್ಯ
2calculate_buffer_capacity <- function(pKa, total_concentration, pH) {
3  # ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ (β) ಅನ್ನು mol/L ನಲ್ಲಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ
4  # β = 2.303 * C * Ka * [H+] / (Ka + [H+])^2
5  
6  Ka <- 10^(-pKa)
7  H_conc <- 10^(-pH)
8  
9  buffer_capacity <- 2.303 * total_concentration * Ka * H_conc / (Ka + H_conc)^2
10  
11  return(buffer_capacity)
12}
13
14# ಉದಾಹರಣೆ ಬಳಸುವುದು
15pKa <- 7.21  # ಫಾಸ್ಫೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ
16total_conc <- 0.1  # mol/L
17pH <- 7.0
18
19buffer_cap <- calculate_buffer_capacity(pKa, total_conc, pH)
20cat(sprintf("ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ: %.4f mol/L\n", buffer_cap))
21

1public class PKaCalculator {
2    /**
3     * ನೀಡಲಾದ pH ನಲ್ಲಿ ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟೆಡ್ ಆಮ್ಲದ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ
4     * 
5     * @param pKa ಆಮ್ಲದ pKa ಮೌಲ್ಯ
6     * @param pH ದ್ರಾವಣದ pH
7     * @return ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟೆಡ್ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲದ ಶ್ರೇಣಿಯ ಪ್ರಮಾಣ (0 ರಿಂದ 1)
8     */
9    public static double calculateDeprotonatedFraction(double pKa, double pH) {
10        // ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ ಪುನಾರೂಪಿತವಾಗಿದೆ
11        // ಶ್ರೇಣಿಯು = 1 / (1 + 10^(pKa - pH))
12        
13        double exponent = pKa - pH;
14        double denominator = 1 + Math.pow(10, exponent);
15        
16        return 1 / denominator;
17    }
18    
19    public static void main(String[] args) {
20        double pKa = 4.76;  // ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲ
21        double pH = 5.0;
22        
23        double fraction = calculateDeprotonatedFraction(pKa, pH);
24        System.out.printf("pH %.1f ರಲ್ಲಿ, %.1f%% ಆಮ್ಲ ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟೆಡ್ ಆಗಿದೆ%n", 
25                          pH, fraction * 100);
26    }
27}
28

1' Excel ಸೂತ್ರವನ್ನು pKa ಮತ್ತು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳಿಂದ pH ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು
2' A1 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: pKa ಮೌಲ್ಯ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 4.76 ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲಕ್ಕಾಗಿ)
3' A2 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 0.1)
4' A3 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ mol/L ನಲ್ಲಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 0.05)
5' A4 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ, ಸೂತ್ರವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ:
6=A1+LOG10(A3/A2)
7
8' ಡೆಪ್ರೋಟೋನೇಟಡ್ ಆಮ್ಲದ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು Excel ಸೂತ್ರ
9' B1 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: pKa ಮೌಲ್ಯ
10' B2 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ: ದ್ರಾವಣದ pH
11' B3 ಸೆಲ್ಲಿನಲ್ಲಿ, ಸೂತ್ರವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ:
12=1/(1+10^(B1-B2))
13

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೇಳುವ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು

pKa ಮತ್ತು pH ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸ ಏನು?

pKa ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಮ್ಲದ ಗುಣ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲದ ಅಣುಗಳ ಅರ್ಧ ಭಾಗವು ವಿಭಜಿತವಾಗಿರುವ pH ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದೆ. pH ಇದು ದ್ರಾವಣದ ಆಮ್ಲೀಯತೆ ಅಥವಾ ಆಧಾರಿತವನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಐಯಾನ್ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ನ ನೆಗೆಟಿವ್ ಲಾಗರಿತಮ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. pKa ಇದು ಸಂಯೋಜನೆಯ ಗುಣ, ಆದರೆ pH ಇದು ದ್ರಾವಣದ ಗುಣ.

ತಾಪಮಾನ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ?

ತಾಪಮಾನ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ತಾಪಮಾನವು ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಬಹಳಷ್ಟು ಆಮ್ಲಗಳ pKa ಸ್ವಲ್ಪ ಕಡಿಮೆ ಆಗುತ್ತದೆ (ಪ್ರತಿ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ 0.01-0.03 pKa ಯಷ್ಟು). ಇದು ಆಮ್ಲಗಳ ವಿಭಜನೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎಂಡೋಥರ್ಮಿಕ್ ಆಗಿರುವ ಕಾರಣ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವು ಲೆ ಚಾಟ್ಲಿಯರ್‌ನ ತತ್ವದ ಪ್ರಕಾರ ವಿಭಜನೆಯ ಪರಿಕರವನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ನಮ್ಮ ಗಣಕವು 25°C (298.15 K) ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಮಾಣಿತ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಸಂಯೋಜನೆಗೆ ಬಹಳಷ್ಟು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳಿರಬಹುದೇ?

ಹೌದು, ಬಹು-ಐಯನೀಕರಣದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಂಯೋಜನೆಗಳಿಗೆ ಬಹಳಷ್ಟು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳಿರುತ್ತವೆ (ಬಹು-ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲಗಳು). ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಫಾಸ್ಫೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (H₃PO₄) ಗೆ ಮೂರು pKa ಮೌಲ್ಯಗಳಿವೆ: pKa₁ = 2.12, pKa₂ = 7.21, ಮತ್ತು pKa₃ = 12.67. ಪ್ರತಿ ಮೌಲ್ಯವು ಕ್ರಮವಾಗಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಕಳೆಯುವ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದು ಹೆಚ್ಚು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ pKa₁ < pKa₂ < pKa₃.

pKa ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿದೆ?

pKa ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಶಕ್ತಿ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿವೆ: ಕಡಿಮೆ pKa ಮೌಲ್ಯವು ಶಕ್ತಿಶಾಲಿ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಕಡಿಮೆ pKa ಇದು ಹೆಚ್ಚು Ka (ಆಮ್ಲ ವಿಭಜನೆ ಸ್ಥಿರಾಂಶ) ಅನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಆಮ್ಲವು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಸುಲಭವಾಗಿ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಹೈಡ್ರೋಕ್ಲೋರಿ ಆಮ್ಲ (HCl) ಗೆ -6.3 pKa ಇದೆ, ಇದು ಆಮ್ಲೀಯ ಆಮ್ಲ (CH₃COOH) ಗೆ 4.76 pKa ಇರುವುದಕ್ಕಿಂತ ಶಕ್ತಿಶಾಲಿಯಾಗಿದೆ.

ನನ್ನ ಸಂಯೋಜನೆ ಗಣಕದ ಡೇಟಾಬೇಸ್ನಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲವೇ?

ನಮ್ಮ ಗಣಕವು ಅನೇಕ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ, ಆದರೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಶ್ವವು ವಿಶಾಲವಾಗಿದೆ. ನಿಮ್ಮ ಸಂಯೋಜನೆ ಕಂಡುಬಂದಿಲ್ಲದ ಕಾರಣಗಳು ಇವುಗಳಾಗಿರಬಹುದು:

• ನೀವು ಅಸಾಮಾನ್ಯ ಸೂತ್ರದ ಸೂಚಕವನ್ನು ನಮೂದಿಸಿದ್ದೀರಿ
• ಸಂಯೋಜನೆ ಅಪರಿಚಿತ ಅಥವಾ ಇತ್ತೀಚೆಗೆ 합成ವಾಗಿದೆ
• pKa ಅನ್ನು ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ
• ನೀವು pKa ಅನ್ನು ಹುಡುಕಲು ವಿಜ್ಞಾನ ಸಾಹಿತ್ಯ ಅಥವಾ ವಿಶೇಷ ಡೇಟಾಬೇಸ್‌ಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿದೆ

ನಾನು pKa ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣೆಯ pH ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು?

ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣೆಯ pH ಅನ್ನು ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:

$\text{pH} = \text{pKa} + \log_{10}\left(\frac{[\text{base}]}{[\text{acid}]}\right)$

ಅಲ್ಲಿ [base] ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ ಮತ್ತು [acid] ದುರ್ಬಲ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮೀಕರಣವು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್‌ಗಳು ಸುಮಾರು 10 ರ ಅಂಶದ ಒಳಗೆ ಇರಬೇಕು.

pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂಬಂಧಿತವಾಗಿವೆ?

ಬಫರ್ ದ್ರಾವಣೆಯು ಗರಿಷ್ಠ ಬಫರ್ ಶಕ್ತಿ (pH ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧ) ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ pH ಆಮ್ಲದ pKa ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿದೆ. ಈ ಬಿಂದುವಿನಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಅದರ ಪರ್ಯಾಯ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಷನ್ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ಆಧಾರವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಉತ್ತಮ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಬಫರ್‌ಗಳ ಶ್ರೇಣಿಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ pKa ± 1 pH ಯಲ್ಲಿದೆ.

ಸೊಲ್ವೆಂಟ್ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು