¿Cómo se determina el pH de pKa?

Discutiré cómo determinar pH dado #"pKa"# para ácido monoprótico, que es un ácido que solo dona un protón por molécula cuando se coloca en solución acuosa.

La ecuación general para un ácido monoprótico en solución acuosa es

#HA_((aq)) rightleftharpoons H_(aq)^(+) + A_(aq)^(-)#

Si estás lidiando con un buffer, entonces estás lidiando con un ácido débil. En este caso, el Ecuación de Henderson-Hasselbalch puede llevarte directamente de #"pKa"# a la solución pH (suponiendo que conoces el Concentraciones del ácido débil y su base conjugada)

#pH = pKa + log(([A^(-)])/([HA]))#

Si no está tratando con un búfer, debe usar el constante de disociación ácida, #"K"_a#, para ayudarlo a determinar el pH de la solución. En este caso, debe determinar #[H^(+)]# para determinar el pH, ya que

#pH = -log([H^(+)])#

El valor de la constante de disociación ácida puede derivarse de #"pKa"#

#K_a = 10^("-pKa")#

Para un ácido fuerte, #"pKa" <1# y #"K"_a>1# ; los ácidos fuertes se disocian completamente en solución acuosa, por lo que #[H^(+)]# = #[HA]#, lo que significa

#pH = -log([HA])#

Si está lidiando con un ácido débil, debe usar el Mesa ICE método (más aquí: http://en.wikipedia.org/wiki/RICE_chart) La concentración inicial del ácido es #C#, asi que

......#HA rightleftharpoons H^(+) + A^(-)#
I: ...... C ......... 0 ......... 0
C: ... (- x) ......... (+ x) ...... (+ x)
E: .. (Cx) ....... (x) ....... (x)

Recuerde que #"K"_a# se define como

#K_a = ([H^(+)] * [A^(-)])/([HA])#, lo que significa que obtendrás

#K_a = (x * x)/(C-x) = x^(2)/(C-x)#

En este punto, lo único desconocido que generalmente tendrás es #x#; Resolver #x# y elige el solución positiva (recuerda eso #x# representa la concentración de #H^(+)# y #A^(-)#, por lo que debe ser un número positivo).

Como resultado de ello, #[H^(+)] = x => pH = -log([H^(+)])#


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