一种酸的pKa越大则酸性越弱,pKa越小则酸性越强。pKa<0(一说为pKa<-1.76,即水合氢离子的pKa)的酸在水中是强酸,介于0与4.0之间为
中强酸,其他为
弱酸。
结合上面的理论,使用
鲍林规则可以
半定量地判断含氧酸的pKa,其理论是:多元含氧酸逐级电离常数之比约为10-5,即pKa差值为5;含氧酸的pKa与非羟基氧数量(N)有关, 。由此可判断,无非羟基氧的酸为弱酸,有一个的为
中强酸,两个或三个的为强酸。
含氧酸的
中心原子R对其酸性有着重要影响,R的半径越小,
电负性越大,
氧化数越高,则R吸引电子的能力越强,降低了-OH上的
电子云密度,使其容易电离。这个规则称为R-O-H规则。使用
离子势可以
半定量地判断含氧酸的酸性大小,其计算公式为 ,其中z为中心阳离子电荷,r为中心阳离子半径。
离子势反映了
中心原子的
极化作用强弱,离子势越高,酸性越强。
分子的
异构现象亦可对pKa造成影响。例如
反丁烯二酸与
顺丁烯二酸的
分子结构几乎完全相同,只是前者为反式结构,后者为
顺式结构。顺丁烯二酸在一级电离时由于形成氢键,而使它比反丁烯二酸容易电离,二级电离时由于破坏氢键,使得它比反丁烯二酸难电离。
氢键也会对pKa有一定影响,例如前面所提到的氟化氢,其成为弱酸的原因不仅在于H-F键能相对较大,还在于其电离后由氢键形成了稳定的
离子对,不能完全发挥出酸的作用。
在水溶液中由于酸及其
共轭碱的
电离作用就等同于水的自我离子化,酸度系数与
碱度系数(pKb)的和就相等于水的
离解常数(pKw),在25℃下pKa+pKb=pKw=14。
缓冲溶液由
弱酸HA与其
酸根离子A-共同构成,其一大特点是,在被稀释或加入少量
强酸/强碱时,其pH值几乎不变。酸度系数可实现缓冲溶液的相关计算:
设
缓冲系统中HA的
电离常数为Ka(
平衡常数),则由弱酸的电离平衡式可得下式: ; ,这就是亨德森-哈塞尔巴尔赫(Henderson-Hasselbach)方程。
如果
缓冲溶液中弱酸浓度与其
酸根离子浓度相等,则:pH=pKa,由此可看出,缓冲溶液的pH值不受稀释所影响,然而这个结论是在忽略
水的电离下得出的,如果稀释足够倍数,其最终结果仍是趋于pH=7。由此公式,可通过滴定来测量弱酸的酸度系数:将弱酸恰好中和至一半,此时溶液的pH即为弱酸的pKa。
由于
蛋白质及
氨基酸均具有酸碱的性质,因此在
生物化学中,pKa被用于生理机能的研究。例如,蛋白质及其氨基酸
侧链对酶的活性及蛋白质的稳定性具有重要影响。
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碳酸的pKa在计算时按碳酸的实际浓度计算,若假定溶液中所有CO2均转化为碳酸,则其pKa=3.75。