¿Qué es la constante de disociación?

Constante de disociación

Cuando trabajamos en un laboratorio, debemos tener mucho cuidado con los ácidos fuertes, ya que podrían quemar la piel. Pero, ¿cómo determinamos si un ácido es débil o fuerte? Una forma de hacerlo es comparando las constantes de disociación de los ácidos. La constante de disociación es la relación entre los iones disociados (productos) y el ácido original (reactivos). Se abrevia como Ka. Por lo general, determinamos la constante de disociación al ver cuánto se disocia en el agua. Siempre que se agrega un ácido al agua, algunos de los átomos de hidrógeno del ácido se agregan al agua, dejando atrás la base conjugada del ácido. Cuando agregamos por primera vez el ácido al agua, tenemos un montón de átomos de hidrógeno transfiriéndose al agua, luego algunos de los átomos de hidrógeno regresan a la base conjugada (reformando el ácido), y luego siguen yendo y viniendo entre el agua. y el ácido. Esto continúa hasta que los productos y reactivos alcanzan el equilibrio. El equilibrio es cuando no hay cambios en la concentración de productos y reactivos a lo largo del tiempo.

Cuando se pone un ácido (HA) en agua, parte de él se disocia en una base conjugada (A – ) y un ion hidronio (H 3 O + )

Una vez que la reacción alcanza el equilibrio, podemos determinar la constante de disociación. Dado que es la relación de productos a reactivos, podemos calcularlo con un cociente:

Los corchetes alrededor de cada grupo significan la concentración de esa molécula. El agua no está incluida porque técnicamente es un solvente, no un reactivo.

Ejemplo de cálculo

Ahora midamos la fuerza del ácido acético (vinagre). Pondremos 1 mL de ácido acético en 1 mL de agua. Permitimos que ocurra la reacción. Una vez que llega al equilibrio, medimos la concentración de cada producto y reactivo: Base conjugada: 0,004 mL Hidronio: 0,004 mL Ácido: 0,996 mL Ahora calculemos la constante de disociación:

¡Entonces la constante de disociación es realmente pequeña!

Constante logarítmica

La forma más común de usar la constante de disociación es tomando el negativo de base logarítmica 10 de la constante de disociación; esto se conoce como pKa .

Usamos pKa porque esto nos da una fácil comparación entre ácidos. Ka nos da un rango de varios órdenes de magnitud, lo que dificulta la comparación de valores. El rango de pKa está típicamente entre -10 y aproximadamente 50. Si el pKa es menor que -2, entonces lo llamamos ácido fuerte. Un pKa de -2 a 12 es un ácido débil. Un pKa superior a 12 no se suele considerar ácido. Así que ahora calculemos el pKa para el ácido acético. La constante de disociación fue 0.0000161, y el logaritmo de eso es -4.79. Tomamos lo negativo de eso y obtenemos 4.79. El pKa está entre -2 y 12, por lo que el ácido acético es un ácido débil.

Otras Definiciones

Puede resultar confuso porque la constante de disociación en realidad también se refiere a un par de otras cosas. También podría referirse a la afinidad por la disociación de los complejos proteína-ligando o por la disociación de cualquier molécula. En estos casos, la abreviatura es Kd en lugar de Ka, así que no se confunda si ve que la constante de disociación se denomina Kd. Esto se refiere a algo diferente a lo que estábamos hablando hoy.

Resumen de la lección

La constante de disociación , o Ka, es la relación entre iones y ácido. Se determina comparando la concentración de producto con los reactivos una vez que la reacción alcanza el equilibrio . Cuando se coloca un ácido en un ambiente acuoso, el Ka es igual a la concentración de base conjugada multiplicada por la concentración de hidronio, todo dividido por la concentración del ácido:

La constante de disociación no es un número muy útil, porque el rango de números es muy grande. En cambio, normalmente usamos la constante logarítmica, o pKa , tomando el negativo del logaritmo de la constante de disociación:

Cualquier ácido con un pKa por debajo de -2 es un ácido fuerte, y un pKa por encima de 12 normalmente significa que no es ácido.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador