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La fuerza de un ácido se mide tanto por su pH como por su pKa, y los dos están relacionados por la ecuación de Henderson-Hasslebalch. Esta ecuación es: pH = pKa + log /, donde es la concentración del ácido y es la concentración de su base conjugada después de la disociación. El pH es una variable que depende de la concentración, por lo que si desea derivar su valor de esta relación, debe conocer las concentraciones del ácido y su base conjugada.
¿Qué son el pH y el pKa?
El acrónimo pH significa "poder del hidrógeno" y es una medida de la concentración de iones de hidrógeno en una solución acuosa. La siguiente ecuación expresa esta relación:
pH = -log
El valor de pKa, por otro lado, depende de las concentraciones de ácido y base conjugada en solución después de que la disociación ácida haya alcanzado el equilibrio. La relación de las concentraciones de base conjugada y ácido conjugado al ácido en cuestión, en una solución acuosa, se llama constante de disociación, Ka. El valor de pKa viene dado por:
pKa = -log (Ka)
Aunque el pH varía según la solución, pKa es una constante para cada ácido.
Ecuación de Henderson-Hasselbalch
La fórmula de Henderson-Hasselbalch proviene directamente de la definición de la constante de disociación Ka. Para un ácido HA que se disocia en H+ y A- en agua, la constante de disociación viene dada por:
Ka = /
Podemos tomar el logaritmo de ambos lados:
log (Ka) = log (/), o log Ka = log (H +) + log /
En referencia a las definiciones de pH y pKa, esto se convierte en:
-pKa = -pH + log /
Finalmente, después de agregar pH y pKa a ambos lados:
pH = pKa + log /.
Esta ecuación le permite calcular el pH si se conoce la constante de disociación, pKa, y las concentraciones del ácido y la base conjugada.