Что такое pKa?

Словарь
Кислота Бронстеда – любой вид, способный отдавать протон (H +) другой молекуле.

Что такое pKa?
Проще говоря, pKa - это число, которое показывает, насколько слабой или сильной является кислота. У сильной кислоты pKa будет меньше нуля. Точнее – pKa - это отрицательная логарифмическая базовая десятка значения Ka (константа диссоциации кислоты). Он измеряет силу кислоты — насколько сильно протон удерживается кислотой Бронстеда. Чем ниже значение pKa, тем сильнее кислота и тем выше ее способность отдавать свои протоны.

pKa и Ka
Ka обозначает константу диссоциации кислоты. Он измеряет, насколько полностью кислота диссоциирует в водном растворе. Чем больше значение Ka, тем сильнее кислота, поскольку кислота в значительной степени диссоциирует на свои ионы.

От Ka до pKa

Взаимосвязь между pKa и Ka описывается следующим уравнением:

pKa = -log[Ka]

От pKa до Ka

И наоборот, Ka можно измерить, когда задан pKa:

Ka = 10-pKa

pKa и pH
pH - это показатель концентрации ионов водорода в водном растворе. Чем ниже значение pH, тем выше концентрация ионов водорода в растворе; следовательно, тем сильнее кислота.

pKa и pH связаны, поскольку pKa помогает предсказать, что молекула будет делать при определенном pH. По сути, pKa показывает, каким должен быть pH, чтобы химический вид мог отдавать или принимать протон.

Взаимосвязь между pKa и pH описывается уравнением Хендерсона-Хассельбалха:

Уравнение Гендерсона-Хассельбаха. Слабая кислота диссоциирует следующим образом: НВ-Н++ В -. Слабая кислота - протон + сопряженное с кислотой основание, где НВ — слабая кислота, которая диссоциирует на протон Н+ и сопряженное основание В- [примечание: обычно авторы обозначают сопряженное основание символом «А-» (анион кислотного остатка), однако А — это первая буква английского слова «кислота» (Acid), что может ввести учащихся в заблуждение].

pKa некоторых слабых и сильных кислот:
Синильная кислота pKa = 9,21 (HCN, слабая кислота):

Уксусная кислота pKa = 4,75 (слабая кислота)

Плавиковая кислота pKa = 3,14 (HF, слабая кислота)

Соляная кислота pKa = -8 (HCl, сильная кислота):

Серная кислота pKa ~ 3 (сильная кислота)