Como você determina o pH de pKa?

Vou discutir como determinar pH dado #"pKa"# para uma ácido monoprótico, que é um ácido que doa apenas um próton por molécula quando colocado em solução aquosa.

A equação geral para um ácido monoprótico em solução aquosa é

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

Se você está lidando com um amortecer, então você está lidando com um ácido fraco. Nesse caso, o Equação de Henderson-Hasselbalch pode levá-lo diretamente de #"pKa"# para a solução pH (supondo que você conheça o Concentrações do ácido fraco e sua base conjugada)

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

Se você não está lidando com um buffer, deve usar o constante de dissociação ácida, #"K"_a#, para ajudar a determinar o pH da solução. Nesse caso, você precisa determinar #[H^(+)]# para determinar o pH, uma vez que

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

O valor da constante de dissociação ácida pode ser derivado de #"pKa"#

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

Para um ácido forte, #"pKa" <1# e #"K"_a>1# ; ácidos fortes se dissociam completamente em solução aquosa, #[H^(+)]# = #[HA]#, O que significa

#pH = -log([HA])#

Se você estiver lidando com um ácido fraco, precisará usar o Mesa ICE método (mais aqui: http://en.wikipedia.org/wiki/RICE_chart) A concentração inicial do ácido é #C#, assim

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

Lembre-se que #"K"_a# é definido como

#K_a = ([H^(+)] * [A^(-)])/([HA])#, o que significa que você receberá

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

Neste ponto, o único desconhecido que você normalmente terá é #x#; resolva para #x# e escolha o solução positiva (lembre-se disso #x# representa a concentração de #H^(+)# e #A^(-)#, portanto, deve ser um número positivo).

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

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