¿Qué es una constante de disociación ácida, o Ka en química?
la constante de disociación ácida es la constante de equilibrio de la reacción de disociación de un ácido y se denota por k a . Esta constante de equilibrio es una medida cuantitativa de la fuerza de un ácido en una solución. k a se expresa comúnmente en unidades de mol / l. Hay tablas de constantes de disociación ácida , para una fácil referencia. Para una solución acuosa, la forma general de la reacción de equilibrio es:
ha + h 2 o ⇆ a - + h 3 o +
donde ha es un ácido que se disocia en la base conjugada del ácido a - y un ion de hidrógeno que se combina con agua para formar el ion hidronio h 3 o + . cuando las concentraciones de ha, a - y h 3 o + ya no cambian con el tiempo, la reacción está en equilibrio y se puede calcular la constante de disociación:
k a = [a - ] [h 3 o + ] / [ha] [h 2 o]
donde los corchetes indican concentración. a menos que un ácido esté extremadamente concentrado, la ecuación se simplifica manteniendo la concentración de agua como constante:
ha ⇆ a - + h +
k a = [a - ] [h + ] / [ha]
La constante de disociación ácida también se conoce como constante de acidez o constante de ionización ácida .
relacionando ka y pka
un valor relacionado es pk a , que es la constante de disociación del ácido logarítmico:
pk a = -log 10 k a
usando ka y pka para predecir el equilibrio y la fuerza de los ácidos
k a puede usarse para medir la posición de equilibrio:
- si k a es grande, se favorece la formación de los productos de la disociación.
- si k a es pequeño, se favorece el ácido no disuelto.
k a puede usarse para predecir la fuerza de un ácido :
- si k a es grande (pk a es pequeño), esto significa que el ácido está mayormente disociado, por lo que el ácido es fuerte. ácidos con un pKa un menos de alrededor de -2 son ácidos fuertes.
- si k a es pequeño (pk a es grande), se ha producido poca disociación, por lo que el ácido es débil. los ácidos con un pk a en el rango de -2 a 12 en agua son ácidos débiles.
k a es una mejor medida de la fuerza de un ácido que ph porque agregar agua a una solución ácida no cambia su constante de equilibrio ácido, pero altera la concentración de iones h + y ph.
ka ejemplo
la constante de disociación ácida, k a del ácido hb es:
hb (aq) ↔ h + (aq) + b - (aq)
k a = [h + ] [b - ] / [hb]
para la disociación del ácido etanoico:
ch 3 cooh (aq) + h 2 o (l) = ch 3 coo - (aq) + h 3 o + (aq)
k a = [ch 3 coo - (aq) ] [h 3 o + (aq) ] / [ canal 3 cooh (aq) ]
constante de disociación ácida de ph
la constante de disociación ácida se puede encontrar si se conoce el ph. por ejemplo:
calcule la constante de disociación ácida k a para una solución acuosa de ácido propiónico de 0.2 m (ch 3 ch 2 co 2 h) que tiene un valor de ph de 4.88.
Para resolver el problema, primero, escriba la ecuación química para la reacción. debe poder reconocer que el ácido propiónico es un ácido débil (porque no es uno de los ácidos fuertes y contiene hidrógeno). Su disociación en el agua es:
ch 3 ch 2 co 2 h + h 2 ⇆ h 3 o + + ch 3 ch 2 co 2 -
establecer una tabla para realizar un seguimiento de las condiciones iniciales, el cambio en las condiciones y la concentración de equilibrio de la especie. Esto a veces se llama una mesa de hielo:
| ch 3 ch 2 co 2 h | h 3 o + | ch 3 ch 2 co 2 - | |
| concentración inicial | 0.2 m | 0 m | 0 m |
| cambio en la concentración | -xm | + xm | + xm |
| concentración de equilibrio | (0,2 - x) m | xm | xm |
x = [h 3 o +
ahora usa la fórmula ph :
ph = -log [h 3 o + ]
-ph = log [h 3 o + ] = 4.88
[h 3 o + = 10 -4.88 = 1.32 x 10 -5
conecte este valor para x para resolver para k a :
k a = [h 3 o + ] [ch 3 ch 2 co 2 - ] / [ch 3 ch 2 co 2 h]
k a = x 2 / (0.2 - x)
k a = (1.32 x 10 -5 ) 2 / (0.2 - 1.32 x 10-5 )
k a = 8.69 x 10-10