Konstanta disocijacije kiseline

Kiselinska disocijacijska konstanta, K_ax – poznata i kao konstanta kiselosti ili kiselinsko-jonizacijska konstanta i konstanta kiselinske jonizacije – je količinska mjera jačine kiseline u rastvoru. To je ravnotežna konstanta za hemijsku reakciju koja je poznata kao disocijacija u oblasti kiselinsko-baznih reakcija. U vodenoj otopini, ravnoteža kiselinske disocijacije može se predstaviti kao:

${\displaystyle \mathrm {HA+H_{2}O\rightleftharpoons A^{-}+H_{3}O^{+}} }$

gdje HA = generička kiselina koja disocira u A⁻, poznatu kao konjugatna baza kiseline i vodikov jon koji se kombinuje sa molekulom vode, tvoreći jon hidronija. U prikazanom primjeru, HA predstavlja acetatnu kiselinu, a A⁻ je acetatni jon, konjugatna baza.

Za hemijske oblike HA, A⁻ i H₃O⁺ kaže se da su u ravnoteži kada se njihova koncentracija ne mijenja s protokom vremena. Konstanta disocijacije izražava se obično kao količnik ravnotežnih koncentracija (u mol/L), a označava kao [HA], [A⁻] i [H₃O⁺]

${\displaystyle K_{\mathrm {a} }=\mathrm {\frac {[A^{-}][H_{3}O^{+}]}{[HA][H_{2}O]}} }$

U svim ili većini koncentracija vodene otopine kiseline, koncentracija vode može se uzeti kao konstanta i može se zanemariti. Onda se definicija može pisati pojednostavljeno, kao:

${\displaystyle \mathrm {HA\rightleftharpoons A^{-}+H^{+}} :K_{\mathrm {a} }=\mathrm {\frac {[A^{-}][H^{+}]}{[HA]}} }$

Ove definicije su u uobičajenoj upotrebi. Za praktičnije namjene, pogodnije su u obliku logaritamske konstante pK_a

${\displaystyle \ \mathrm {p} K_{\mathrm {a} }=-\log _{10}K_{\mathrm {a} }}$

Veći pK_a, znači manji stepen disocijacije u svakom pH (vidi: Henderson-Hasselbalchova jednačina) – to jest, slabija kiselina. Slaba kiselina ima pK_a vrijednosti u opsegu od –2 do 12 u vodi. Kiseline s pK_a vrijednostima manjim od –2 kaže se da su jake kiseline. Disocijacija jake kiseline je praktično potpuna tako da koncentracija nedisocirane kiseline je premala da se može mjeriti. pK_a vrijednosti za jake kiseline mogu biti procijenjene i putem teorijskih formulacija. Definicija se može proširiti i na nevedene rastvarače, kao što su acetonitrilski i dimetilsulfoksid. Označavajući molekulu rastvarača sa S,

${\displaystyle \mathrm {HA+S\rightleftharpoons A^{-}+SH^{+}} ;K_{\mathrm {a} }=\mathrm {\frac {[A^{-}][SH^{+}]}{[HA][S]}} }$

tada se koncentracija molekula otopina može uzeti kao konstanta, ${\displaystyle K_{\mathrm {a} }=\mathrm {\frac {[A^{-}][H^{+}]}{[HA]}} }$, kao prije.