חומצה ובסיסים: Ka, pKa וחוזק יחסי

חומצה יוצרת פרוטונציה של מולקולת מים ליצירת יון הידרוניום והבסיס המצומד שלו. בתגובה הפוכה, הבסיס המצומד מקבל פרוטון מיון ההידרוניום. המידה שבה חומצה מתנתקת במים מגדירה את חוזקה.

למעשה, חומצות חזקות מתנתקות לחלוטין במים, ושיווי המשקל נמצא בצד התוצרים, כלומר בתמיסות שלהם יש ריכוז גבוה של יוני הידרוניום.

לשם השוואה, חומצות חלשות מתנתקות רק חלקית במים, ולכן שיווי המשקל מעדיף את המגיבים. לכן, התמיסות שלהם מכילות בעיקר מולקולות חומצה לא מנותקות עם יוני הידרוניום מעטים בלבד.

ניתן למדוד את מידת הדיסוציאציה של חומצה חלשה באמצעות קבוע שיווי המשקל, K_eq.

בתמיסת חומצה מדוללת, מכיוון שהשינוי בריכוז המים זניח, ערכם נשאר למעשה קבוע.

כך מוגדר קבוע שיווי משקל חדש – הנקרא קבוע החומציות, K_a. שימו לב שלביטוי יש ריכוז יוני הידרוניום בנומרטור.

K_a גבוה יותר מתאים לריכוז יוני הידרוניום גדול יותר, ובכך מצביע על חומצה חזקה יותר.

הערכים של K_נעים בכמה סדרי גודל עבור חומצות אורגניות שונות. לפיכך, pK_a, מבוטא כלוגריתם שלילי של K_a, משמש בדרך כלל כדי לציין את העוצמות של חומצות שונות.

סימן המינוס בביטוי מרמז שככל שה-pK_a גבוה יותר, כך ה-K_a קטן יותר, ולכן החומצה חלשה יותר. לכן, חומצה בנזואית עם pK_a של 4.2 חלשה יותר מחומצה הידרוברומית עם pK_a של -9.

בנוסף, pK_{ערך יכול} לשמש גם כדי לקבוע את חוזקו של בסיס, שכן לכל בסיס יש ח