pKa und Ka umrechnen

Der pKa zu Ka Umrechner rechnet zwischen den vier Konstanten um, die die Säure- und Base-Stärke beschreiben — Ka, pKa, Kb und pKb. Geben Sie einen beliebigen Wert ein, und das Tool liefert die anderen drei auf Basis zweier einfacher Beziehungen: der Definition pKa = −log₁₀(Ka) und der Säure-Base-Paar-Regel pKa + pKb = pKw. Außerdem ordnet es Ihre Säure in ein farbcodiertes Stärkespektrum ein, zeigt Ihnen, wie stark die konjugierte Base ist, und schätzt die prozentuale Ionisation in einer 0,1 M Lösung.

Wie man pKa in Ka umrechnet

Die Säurekonstante Ka und ihre logarithmische Form pKa sind zwei Ausdrucksweisen desselben Sachverhalts. Der pKa ist lediglich der negative dekadische Logarithmus von Ka. Dadurch wird der riesige Bereich der Ka-Werte (von etwa 10⁹ für starke Säuren bis 10⁻⁵⁰ für extrem schwache) auf eine handliche Skala komprimiert, die sich meist zwischen etwa −10 und 16 bewegt.

Beispielsweise hat Essigsäure einen Ka-Wert von 1,74 × 10⁻⁵. Der negative Logarithmus davon ergibt pKa = −log₁₀(1,74 × 10⁻⁵) = 4,76. Umgekehrt gilt: Ka = 10⁻⁴·⁷⁶ = 1,74 × 10⁻⁵. Dasselbe Formelpaar rechnet auch Kb in pKb für Basen um.

Die Beziehung bei konjugierten Paaren: Ka, Kb und Kw

Jede Säure besitzt eine konjugierte Base, und deren Stärken sind über das Wasser miteinander verknüpft. Das Produkt aus der Säurekonstante und der Konstante der konjugierten Base entspricht stets dem Ionenprodukt des Wassers:

Deshalb kann Ihnen der Umrechner alle vier Werte aus einer einzigen Eingabe berechnen: Er ermittelt zuerst pKa, leitet daraus pKb = pKw − pKa ab und berechnet schließlich über die Exponentialfunktion Ka und Kb. Das erklärt auch die bekannte Wippen-Regel — je stärker eine Säure, desto schwächer ist ihre konjugierte Base und umgekehrt.

Rechenbeispiel: Essigsäure

Was die Zahlen über die Säurestärke aussagen

Häufige Säuren und ihre pKa- / Ka-Werte

Warum der pKw-Wert anpassbar ist

Der Wert pKw = 14.00 gilt nur bei 25 °C. Da die Autoprotolyse des Wassers ein endothermer Vorgang ist (Wärme aufnimmt), steigt Kw mit zunehmender Erwärmung des Wassers und sinkt bei Abkühlung. Daher fällt der pKw-Wert bei 50 °C auf etwa 13.26 und steigt bei 0 °C auf rund 14.95. Wenn Sie bei einer abweichenden Temperatur arbeiten, öffnen Sie die erweiterten Optionen und tragen Sie den entsprechenden pKw-Wert ein, damit die Ergebnisse für Kb und pKb präzise bleiben.

Wichtige Kernpunkte

So nutzen Sie diesen Umrechner

1. Wählen Sie aus, was Sie wissen: Wählen Sie Ka, pKa, Kb oder pKb aus dem Dropdown-Menü.
2. Geben Sie den Wert ein: Tippen Sie eine einfache Zahl für pKa oder pKb ein (z. B. 4.76) oder nutzen Sie die wissenschaftliche Schreibweise für Ka oder Kb (z. B. 1.8e-5).
3. (Optional) pKw einstellen: Öffnen Sie die erweiterten Optionen, um den pKw-Wert zu ändern, falls Sie nicht bei 25 °C arbeiten.
4. Auf 'Umrechnen' klicken: Lesen Sie alle vier Konstanten, das Stärkespektrum, die konjugierten Beziehungen, den Ionisationsgrad und den vollständigen Rechenweg ab.

Häufig gestellte Fragen

Wie rechnet man pKa in Ka um?

pKa ist der negative dekadische Logarithmus von Ka, also ist Ka = 10⁻ᵖᴷᵃ. Ein pKa von 4.76 ergibt beispielsweise Ka = 10⁻⁴·⁷⁶ = 1.74 × 10⁻⁵. Der umgekehrte Weg lautet pKa = −log₁₀(Ka).

Wie hängen Ka und Kb zusammen?

Für ein konjugiertes Säure-Base-Paar gilt Ka × Kb = Kw = 1.0 × 10⁻¹⁴ bei 25 °C. In logarithmischer Schreibweise lautet dies pKa + pKb = pKw = 14. Sobald Sie also eine Konstante kennen, können Sie alle vier bestimmen.

Was bedeutet ein kleiner Ka-Wert oder ein großer pKa-Wert?

Ein kleiner Ka-Wert (großer pKa-Wert) bedeutet, dass die Säure in Wasser nur in geringem Maße ionisiert, es sich also um eine schwache Säure handelt. Ein großer Ka-Wert (kleiner oder negativer pKa-Wert) bedeutet, dass die Säure fast vollständig ionisiert und folglich eine starke Säure ist. Je schwächer die Säure, desto stärker ist ihre konjugierte Base.

Was ist pKw und warum ist der Wert 14?

pKw ist der negative Logarithmus des Ionenprodukts des Wassers Kw. Bei 25 °C ist Kw = 1.0 × 10⁻¹⁴, also pKw = 14.00. Da Kw mit steigender Temperatur zunimmt, sinkt pKw bei wärmerem Wasser leicht ab. Deshalb lässt sich dieser Wert im Umrechner anpassen.

Wie finde ich Kb aus pKa?

Rechnen Sie zuerst den pKa-Wert in pKb um, indem Sie pKb = pKw − pKa rechnen (also 14 − pKa bei 25 °C). Anschließend berechnen Sie Kb = 10⁻ᵖᴷᵇ. Bei Essigsäure mit pKa = 4.76 ergibt sich pKb = 9.24 und somit Kb = 5.75 × 10⁻¹⁰ für deren konjugierte Base, Acetat.

Ist Ka dasselbe wie die Säurestärke?

Ja. Ka ist die Gleichgewichtskonstante für die Protonenabgabe einer Säure an Wasser. Ein größerer Ka-Wert bedeutet, dass das Gleichgewicht weiter auf der Seite der ionisierten Produkte liegt und die Säure somit stärker ist. Da pKa = −log₁₀(Ka) ist, bedeutet ein niedrigerer pKa-Wert ebenfalls eine stärkere Säure.