Como converter pKa em Ka

Ao citar a força de um ácido, os químicos costumam usar a constante de dissociação, Ka, mas esse número pode variar em várias ordens de magnitude de um ácido para outro. Para criar um número mais gerenciável, os químicos definem o valor pKa como o logaritmo negativo do valor Ka: pKa = -log Ka. Se você já sabe o valor de pKa para um ácido e precisa do valor de Ka, você o encontra tomando o antilog. Na prática, isso significa aumentar ambos os lados da igualdade para expoentes de 10.

Na formulação de Bronsted-Lowry de ácidos em solução, o ácido doa um próton e a solução aceita um. A solução passa a conter uma base conjugada - que é o produto do ácido tendo perdido um próton - e um ácido conjugado. Teoricamente, essa reação pode ocorrer nas duas direções. Quando o solvente é água, isso é escrito como:

HA + H₂O <==> H₃O⁺ + A^-

É possível determinar essa força do ácido original dividindo as concentrações do ácido e da base conjugados pelas concentrações do ácido e da base originais. Quando o solvente é água, ele é deixado de fora da equação. Esta operação fornece a constante de dissociação Ka:

Ka = [H₃O⁺][UMA^-] / [HA]

Quando Ka é grande, significa que os íons conjugados não são fortes o suficiente para mover a reação na direção oposta, o que indica um ácido forte.

A constante de dissociação para um ácido forte pode ser tão alta quanto 10⁷, enquanto para um ácido fraco pode ser tão baixo quanto 10^-12. Para criar um número mais gerenciável, os químicos criaram o valor pKa:

pKa = -log Ka

Um ácido forte com uma constante de dissociação de 10⁷ tem um pKa de -7, enquanto um ácido fraco com uma constante de dissociação de 10^-12 tem um pKa de 12. Além de serem mais fáceis de trabalhar, os valores de pKa têm uma relação inversa com a força do ácido. Em outras palavras, um pKa baixo indica um ácido forte e vice-versa.

Em algumas tabelas, você pode encontrar o valor de pKa listado, mas pode precisar do valor de Ka para inserir em suas equações. A operação matemática que você realiza é Ka = antilog (-pKa). Você resolve isso elevando ambos os lados da relação original para potências de 10 para obter:

Ka = 10^(-pKa)

Quando pKa é um número inteiro, como -7, essa operação é fácil de executar, mas quando ele contém uma fração, como 7,5, pode ser necessário pesquisar o valor em uma tabela. Você também pode encontrá-lo em uma calculadora científica inserindo o número e pressionando a tecla do expoente, que se parece com um chapéu (^) ou é denotado por 10^x. Lembre-se de que pKa é expresso como um logaritmo comum (base 10) e não como um logaritmo natural (base e), então você deseja para encontrar uma mesa ou selecionar uma função em sua calculadora que eleve o número a uma potência de 10 em vez de uma potência de e.