pKa é um dos números mais usados na química ácido-base – ele mostra rapidamente o quão forte é um ácido e, combinado com a composição de um tampão, como prever o pH de uma solução. Esta calculadora converte entre Ka e pKa, entre Kb e pKb e calcula o pH do buffer a partir da equação de Henderson-Hasselbalch.
Por que usar pKa em vez de Ka
As constantes de dissociação de ácido (Ka) para ácidos fracos abrangem uma faixa enorme - de cerca de 10⁻² para ácidos moderadamente fortes até 10⁻¹⁰ ou menor para ácidos muito fracos. Comparar números como 1,8×10⁻⁵ e 4,9×10⁻₁⁰ a olho nu é estranho. Pegar o log10 negativo comprime esse intervalo em números pequenos e fáceis de comparar: pKa = −log₁₀(Ka). Um pKa mais baixo sempre significa um ácido mais forte, e cada queda de número inteiro no pKa representa um aumento de dez vezes no Ka.
Ka, Kb e a relação pKa + pKb = 14
Todo ácido possui uma base conjugada e toda base possui um ácido conjugado. Na água a 25 ° C, a constante de dissociação ácida do ácido e a constante de dissociação básica de sua base conjugada estão ligadas através da constante íon-produto da água, Kw = 1,0 × 10⁻¹⁴, o que dá pKa + pKb = 14. Isso significa que se você conhece pKa para um ácido, você automaticamente sabe pKb para sua base conjugada - e vice-versa - sem quaisquer dados adicionais.
Previsão de pH tampão com Henderson-Hasselbalch
Um tampão feito de um ácido fraco e sua base conjugada resiste às mudanças de pH porque o H⁺ ou OH⁻ adicionado é absorvido pelo par ácido/base em vez de alterar muito a concentração de H⁺ livre. A equação de Henderson-Hasselbalch, pH = pKa + log₁₀([base]/[ácido]), permite calcular o pH resultante diretamente do pKa do ácido e da razão entre a base conjugada e as concentrações de ácido - sem necessidade de álgebra de constante de equilíbrio. Quando a proporção é 1 (concentrações iguais), o termo logarítmico é zero e o pH é simplesmente igual ao pKa, e é por isso que os químicos geralmente escolhem um tampão cujo pKa esteja próximo do pH alvo.