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Al citar la fuerza de un ácido, los químicos a menudo usan la constante de disociación, Ka, pero este número puede variar en varios órdenes de magnitud de un ácido a otro. Para crear un número más manejable, los químicos definen el valor de pKa como el logaritmo negativo del valor de Ka: pKa = -log Ka. Si ya conoce el valor de pKa para un ácido y necesita el valor de Ka, puede encontrarlo tomando el antilog. En la práctica, esto significa elevar ambos lados de la igualdad a exponentes de 10.
Definición de Ka
En la formulación de ácidos en solución de Bronsted-Lowry, el ácido dona un protón y la solución acepta uno. La solución se convierte en una que contiene una base conjugada, que es el producto del ácido que ha perdido un protón, y un ácido conjugado. Teóricamente, esta reacción puede ocurrir en ambas direcciones. Cuando el solvente es agua, esto se escribe como:
HA + H2O <==> H3O+ + A-
Es posible determinar esta fuerza del ácido original dividiendo las concentraciones del ácido y la base conjugados por las concentraciones del ácido y la base originales. Cuando el solvente es agua, queda fuera de la ecuación. Esta operación le proporciona la constante de disociación Ka:
Ka = /
Cuando Ka es grande, significa que los iones conjugados no son lo suficientemente fuertes como para mover la reacción en la dirección opuesta, lo que indica un ácido fuerte.
pKa hace las cosas más fáciles
La constante de disociación para un ácido fuerte puede ser tan alta como 107, mientras que para un ácido débil puede ser tan bajo como 10-12. Para crear un número más manejable, los químicos crearon el valor pKa:
pKa = -log Ka
Un ácido fuerte con una constante de disociación de 107 tiene un pKa de -7, mientras que un ácido débil con una constante de disociación de 10-12 tiene un pKa de 12. Además de ser más fáciles de trabajar, los valores de pKa tienen una relación inversa con la fuerza del ácido. En otras palabras, un pKa bajo indica un ácido fuerte y viceversa.
Conversión de pKa a Ka
En algunas tablas, puede encontrar el valor de pKa en la lista, pero es posible que necesite el valor de Ka para conectarlo a sus ecuaciones. La operación matemática que realiza es Ka = antilog (-pKa). Usted resuelve esto elevando ambos lados de la relación original a potencias de 10 para obtener:
Ka = 10(-pKa)
Cuando pKa es un número entero, como -7, esta operación es fácil de realizar, pero cuando contiene una fracción, como 7.5, puede que tenga que buscar el valor en una tabla. También puede encontrarlo en una calculadora científica ingresando el número y presionando la tecla de exponente, que se ve como un sombrero (^) o se denota por 10X. Recuerde que pKa se expresa como un logaritmo común (base 10) y no como un logaritmo natural (base e), por lo que desea encontrar una tabla o seleccionar una función en su calculadora que eleve el número a una potencia de 10 en lugar de un poder de e.