酸碱与反应性基础

pKa 值(pKa)

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pKa 是一个数字,告诉你一种酸有多愿意交出它的质子——一种在滑动标度上的「强度评分」。一开始让所有人都栽跟头的一点是:pKa 越小,酸越强。pKa 等于 -7(盐酸)意味着质子几乎是瞬间就飞走;pKa 等于 50(烷烃的 C-H)意味着质子基本上永远不会离开。乙酸大约在 4.76,乙醇约在 16,水在 15.7。可以把 pKa 想成一张排行榜,分数最低的反而夺得「最强酸」的头衔。

这个数字从哪来?一种酸 HA 在水中建立起一个平衡,HA 给出 H+ 和 A-,这个平衡点由酸解离常数 Ka 来刻画。由于 Ka 跨越了极其巨大的范围——从 10^7 一直到 10^-50——化学家取它以 10 为底的负对数来驯服它:pKa = -log Ka。所以 pKa 每变化 1,就代表质子脱离的难易程度变化十倍。两种酸之间相差比如 5 个 pKa 单位,就是十万倍之差——绝不是轻轻一推那么小。

在有机化学里,pKa 表是一台预测引擎。要判断一个碱是否强到能拔下某个质子,比一比 pKa 值就行:一个碱能夺取任何「pKa 低于它自己共轭酸 pKa」的那种酸的质子,因为平衡总是偏向生成更弱的酸。仅凭这一条规则,你就能挑选试剂、预测质子转移的方向、判断一个反应到底会不会进行——全都从一列数字里读出来。

乙酸 pKa = 4.76,乙醇 pKa = 16。相差 11 个单位,意味着乙酸交出质子的意愿大约是乙醇的 10^11 倍。

pKa 越低 = 酸越强。每差一个单位就是十倍。

pKa 不等于 pH。pKa 是酸本身的一个固定属性(它有多愿意放出质子);pH 衡量的是某一份溶液实际上有多酸。同一种酸的两个烧杯可以有截然不同的 pH,但这种酸的 pKa 始终不变。

又称
acid dissociation constantKa酸解离常数酸解離常數