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Na formulação de ácidos e bases de Bronsted-Lowry, um ácido é um composto que libera um próton em solução, enquanto uma base é um composto que aceita um próton. Quando um ácido de Bronsted se dissolve em um solvente, ele produz uma base conjugada, enquanto ao mesmo tempo o solvente atua como base e produz um ácido conjugado. A divisão das concentrações de ácido conjugado e base pelas concentrações dos compostos originais produz a constante de equivalência Keq, que é uma medida de quão forte é o ácido original. Químicos referem-se a Keq como o valor Ka da reação quando o solvente é a água. Esse número pode variar em várias ordens de magnitude; portanto, para facilitar os cálculos, os químicos geralmente usam o número pKa, que é o logaritmo negativo do valor Ka.
Ka é a força de um ácido na água
Quando um ácido genérico (HA) se dissolve na água, ele doa um próton e o produto da reação consiste em H3O+ e A-, que é a base conjugada da reação. Dependendo das habilidades relativas do HA para doar prótons e A- para aceitá-los, a reação também pode prosseguir na direção oposta até que, finalmente, um equilíbrio seja alcançado.
Os químicos determinam a força de um ácido (Ka) medindo as concentrações de HA, H30+ e A- em equilíbrio e dividindo as concentrações dos produtos pela concentração do ácido original. Como a concentração de água é uma constante, eles a deixam de fora da equação.
Ka = /
Convertendo para pKa
Os valores de Ka podem ser muito grandes ou muito pequenos. Por exemplo, o valor de Ka para ácido clorídrico (HCl) é de cerca de 107, enquanto o valor de Ka do ácido ascórbico (vitamina C) é de 1,6 x 10-12. Trabalhar com esses números é inconveniente; portanto, para facilitar as coisas, os químicos definiram o número de pKa como:
pKa = -log Ka
De acordo com esta definição, o valor de pKa para o ácido clorídrico é -log 107 = -7, enquanto o pKa para ácido ascórbico é -log (1,6 x 10-12) = 11,80. Como é evidente, quanto menor o número de pKa, mais forte o ácido.
Localizando logaritmos
Um logaritmo é basicamente o oposto de um expoente. Se tivermos uma expressão como log10x = y, podemos encontrar x levando o expoente para a base 10 de ambos os lados: 10log x = 10y. Por definição, 10logx = x, então a expressão se torna x = 10y. O valor de pKa é um logaritmo negativo, o que significa que quando a equação -log x = y é revertida, x é igual a um expoente negativo 10-y, que é um número pequeno se y for grande e um número grande se y for pequeno.
Na prática, encontrar os logaritmos pode ser complicado; portanto, a maioria dos cientistas usa tabelas de logaritmos ou uma calculadora científica. Para encontrar um logaritmo base 10 em uma calculadora científica, insira o valor do logaritmo e toque no botão "log10" chave.