El pKa es uno de los números más usados en la química ácido-base — te dice de un vistazo qué tan fuerte es un ácido y, combinado con la composición de un amortiguador, cómo predecir el pH de una solución. Esta calculadora convierte entre Ka y pKa, entre Kb y pKb, y calcula el pH de un amortiguador mediante la ecuación de Henderson-Hasselbalch.
Por qué usar pKa en lugar de Ka
Las constantes de disociación ácida (Ka) para ácidos débiles abarcan un rango enorme — desde cerca de 10⁻² para ácidos moderadamente fuertes hasta 10⁻¹⁰ o menos para los muy débiles. Comparar números como 1.8×10⁻⁵ y 4.9×10⁻¹⁰ a simple vista es incómodo. Tomar el logaritmo negativo en base 10 comprime ese rango en números pequeños y fáciles de comparar: pKa = −log₁₀(Ka). Un pKa más bajo siempre significa un ácido más fuerte, y cada caída de un número entero en pKa representa un aumento de diez veces en Ka.
Ka, Kb y la relación pKa + pKb = 14
Todo ácido tiene una base conjugada, y toda base tiene un ácido conjugado. En agua a 25°C, la constante de disociación ácida del ácido y la constante de disociación básica de su base conjugada están ligadas a través de la constante del producto iónico del agua, Kw = 1.0×10⁻¹⁴, lo que da pKa + pKb = 14. Esto significa que si conoces el pKa de un ácido, automáticamente conoces el pKb de su base conjugada — y viceversa — sin necesidad de datos adicionales.
Prediciendo el pH de un amortiguador con Henderson-Hasselbalch
Un amortiguador hecho de un ácido débil y su base conjugada resiste los cambios de pH porque el H⁺ u OH⁻ agregado es absorbido por el par ácido/base en lugar de cambiar mucho la concentración libre de H⁺. La ecuación de Henderson-Hasselbalch, pH = pKa + log₁₀([base]/[ácido]), permite calcular el pH resultante directamente a partir del pKa del ácido y la razón entre las concentraciones de base conjugada y ácido — sin necesidad de álgebra con constantes de equilibrio. Cuando la razón es 1 (concentraciones iguales), el término logarítmico es cero y el pH simplemente es igual al pKa, razón por la cual los químicos a menudo eligen un amortiguador cuyo pKa esté cerca de su pH objetivo.