Constantă de aciditate

Constanta de aciditate (Valoarea pKa) este o constantă care ne oferă informația în ce măsură o substanță este într-o stare de echilibru reversibil cu schimb de protoni hidratați (hidroniu) într-o soluție apoasă:

$\mathrm {HA+H_{2}O\ \rightleftharpoons \ H_{3}O^{+}+A^{-}}$.

K_a este o constantă de echilibru, care exprimă tăria unui acid. Deseori se folosește logaritmul cu semn schimbat aplicat valorii constantei de aciditate, care este notat cu pK_a, engl. acid.

Reacția acido-bazică

Reacția dintre un acid (HA) și o bază A⁻ într-o soluție apoasă:

$\mathrm {HA+H_{2}O\ \rightleftharpoons \ H_{3}O^{+}+A^{-}}$

După legea acțiunii maselor se poate scrie valoarea constantei K :

${\frac {c(\mathrm {H} _{3}\mathrm {O} ^{+})\cdot c(\mathrm {A} ^{-})}{c(\mathrm {HA} )\cdot c(\mathrm {H} _{2}\mathrm {O} )}}=K$

Deoarece concentrația în apă (c(H₂O)) c(H₂O) K_a

$K_{\mathrm {a} }={\frac {c(\mathrm {H} _{3}\mathrm {O} ^{+})\cdot c(\mathrm {A} ^{-})}{c(\mathrm {HA} )}}$

Frecvent este valoarea negativă logaritmică K_a, care e dată ca așa numită valoare pK_a.

$\mathrm {p} K_{\mathrm {a} }=-\lg \left(K_{\mathrm {a} }\cdot 1\mathrm {\frac {l}{mol}} \right)=-\lg \left({\frac {c(\mathrm {H} _{3}\mathrm {O} ^{+})\cdot c(\mathrm {A} ^{-})}{c(\mathrm {HA} )}}\cdot 1\mathrm {\frac {l}{mol}} \right)$

Cu cât valoarea pK_a este mai mică cu atât va fi acidul mai tare. Ca de exemplu în cazul acidului azotic HNO₃. Gradul de disociere este 82 % , valoarea pK_a = 1,32, pe când acidul acetic cu un grad de disociere (a protonilor) de 0,4 % are o valoare pKa = 4,75.

Valorile unor legături exprimate prin constantele: pK_a- și pK_b

Tăria acidului	pKa	Acid + H2O $\ \rightleftharpoons \$ H3O+ + Bază		pKb	Tăria bazei
f. tare	−10	HClO4	ClO4−	24	f. slab
	−10	HI	I−	24
	−6	HCl	Cl−	20
	−3	H2SO4	HSO4−	17
tare	−1,74	H3O+	H2O	15,74	slab
	−1,32	HNO3	NO3−	15,32
	1,92	HSO4−	SO42−	12,08
	2,13	H3PO4	H2PO4−	11,87
	2,22	[Fe(H2O)6]3+	[Fe(OH)(H2O)5]2+	11,78
	3,14	HF	F−	10,68
	3,75	HCOOH	HCOO−	10,25
tărie medie	4,75	CH3COOH	CH3COO−	9,25	tărie medie
	4,85	[Al(H2O)6]3+	[Al(OH)(H2O)5]2+	9,15
	6,52	H2CO3	HCO3−	7,48
	6,92	H2S	HS−	7,08
	7,20	H2PO4−	HPO42−	6,80
slab	9,25	NH4+	NH3	4,75	tare
	9,40	HCN	CN−	4,60
	10,40	HCO3−	CO32−	3,60
	12,36	HPO42−	PO43−	1,64
	13,00	HS−	S2−	1,00
	15,74	H2O	OH−	−1,74
f. slab	15,90	CH3CH2-OH	CH3-CH2-O−	−1,90	f. tare
	23	NH3	NH2−	−9
	34	CH4	CH3−	−20

Vezi și

• acidimetrie
• pH
• hidroniu
• efect inductiv

Bibliografie

• I. Ion, A. Ion Chimie analitică. Echilibre chimice Editura Printech, București, 1999
• Gabriela Alina Dumitrel, Doru Dumitrel Determinarea standardelor pH-metrice în diverși solvenți neapoși sau micști, Editura Politehnica, 2010