La Constante de Acidez Ka

La Constante de Acidez Ka

La constante de ácida, Ka, (o constante de acidez, o constante de ionización ácida) es una medida de la fuerza de un ácido débil (que no se disocia completamente):

 

 HA ↔ A + H+ 

 

HA es un ácido genérico que se disocia en A(la base conjugada del ácido), y el ion hidrógeno o protón, H+.

La constante de disociación Ka se escribe como el cociente de las concentraciones de equilibrio (en mol/L):

 Ka =   
[A] [H+]
·
 [HA]

.

Por ejemplo, para el caso del ácido acético (CH3COOH CH3COO + H+):

 Ka =   
[CH3COO] [H+]
1,8 x 10-5 a temperatura ambiente
 [CH3COOH]

.

La constante de acidez Ka se suele expresar mediante una medida logarítmica denominada pKa: 

 

 pKa = – log10 Ka

Ejemplos Aplicados de la Constante de Acidez Ka: 

Ejemplo 1: calcular la constante de acidez Ka de una disolución 1,0 M de ácido benzoico (HBz) que tiene una [H+] = 8 · 10-3 M.

El grado de ionización es suficientemente pequeño como para considerar que la concentración del ácido no disociado en la disolución se mantiene en 1,0 M. El equilibrio será por lo tanto:

 

HBz Bz + H+
1,0
8 · 10-3 8 · 10-3

 

 Ka =   
[Bz] [H+]
= (8 · 10-3)2 = 6,4 · 10-5
 [HBz]

.

1,0

.

Ejemplo 2: calcular la constante de acidez Ka de un determinado ácido HA que está disociado al 1,0% en una disolución 0,10 M.

Si está disociado al 1,0% del ácido, las concentraciones de A y H+ serán el 1,0% al 0,10 M, es decir 1,0 · 10-3. El equilibrio será por lo tanto:

HA A + H+
0,10-10-3 1,0 · 10-3 1,0 · 10-3

 

 Ka =   
[A] [H+]
= (1,0 · 10-3)2 = 1,01 · 10-5
 [HA]

.

0,1 – 10-3

.

Ejemplo 3: calcular la concentración [H+] de una disolución 1 M de ácido acético CH3COOH (Ka = 1,8 · 10-5)

 

Sea la reacción de disociación:

CH3COOH CH3COO + H+
1-x x x

 

 Ka = 1,8 · 10-5 =   
[CH3COO] [H+]
= x2
 [CH3COOH]

.

1-x

.

Resolviendo la ecuación obtenemos que x = 4,2 · 10-3 [H+] = x = 4,2 · 10-3 M

Ejercicios de Constante de Acidez Ka:

Ejercicio 1: Calcular el pH de una disolución 0,02 M de ácido débil HA con constante de acidez Ka=  3,0 · 10-6

Ejercicio 2: Calcular el pKa del ácido del ejercicio anterior

Solución Ejercicio de Constante de Acidez Ka:

Ejercicio 1: calcular el pH de una disolución 0,02 M de ácido débil HA (constante de acidez Ka=  3,0·10-6)

Solución:

  • Sea la reacción de disociación:
    HA A + H+
    0,02 – x x x


     Ka = 3,0 · 10-6 =   
    [A] [H+]
    = x2
     [HA]

    .

    0,02-x

    .

  • Suponemos que x es despreciable frente a 0,02, entonces:x2 / 0,02 = 3,0 · 10-6
    x2 = 6,0 · 10-8  
    x = 2,45 · 10-4
  • [H+] = x = 2,45 · 10-4
  • pH = – log [H+] = – log 2,45 · 10-4 = 4 – log 2,45 = 4 – 0,39 = 3,61

Ejercicio 2: Calcular el pKa del ácido del ejercicio anterior

  • pKa = log10 Ka = – log10 3,0·10-6 = 5,52 

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