¿Qué es una constante de disociación?

Una constante de disociación es una medida de qué tan fácilmente un compuesto se dividirá en iones cuando se agrega a un solvente. Los compuestos que tienen una constante de disociación alta favorecen el lado derecho del equilibrio, es decir, la formación de iones. El uso más común de las constantes de disociación es determinar la concentración de ácidos y bases en soluciones acuosas.

Johannes Nicolaus Brønsted y Thomas Martin Lowry definieron los ácidos como donantes de protones y las bases como aceptores de protones. Cuando se agrega al agua, un compuesto ácido se ionizará fácilmente, donando un átomo de hidrógeno o protón cargado positivamente. La fuerza del ácido que se forma está relacionada con la estabilidad del ion formado cuando se dona el átomo de hidrógeno.

Un ácido de la fórmula general HA se disociará en agua como se describe en la ecuación HA + H ₂ O -> H ⁺ _(aq) + A ^- _(aq) , donde H ₂ O es agua, H ⁺ es un ion de hidrógeno cargado positivamente , también llamado protón, y A ^- es el ion negativo que se forma cuando se dona el protón. La constante de disociación ácida K _a es igual a [H ⁺ ] [A ^- ] / [HA], donde los corchetes indican las concentraciones de los respectivos compuestos o iones. Los ácidos fuertes favorecen el derecho de esta ecuación, y los ácidos débiles, como el ácido acético, se disociarán solo ligeramente, lo que significa que favorecen el lado izquierdo de la ecuación.

Cuando se agrega al agua, el cloruro de hidrógeno se disocia fácilmente para formar ácido clorhídrico. El valor de K _a para el ácido clorhídrico está entre 10 ⁶ moles por litro y 10 ⁷ moles por litro. Esto significa que habrá cientos de miles de iones disociados más que moléculas no disociadas en ácido clorhídrico. La medición de la concentración de iones de hidrógeno en una solución es otro método para medir la fuerza del ácido. Esto se llama hidrógeno de potenz (pH) y viene dado por la ecuación pH = -log ₁₀ [H ⁺ ]. Las soluciones fuertemente ácidas con una alta concentración de H ⁺ tienen un pH bajo.

El agua también tiene propiedades ácidas, aunque mucho menos que el ácido clorhídrico o incluso el ácido acético. La conductividad eléctrica de una solución depende de la presencia de iones dentro de esa solución, por lo que la fuerza de un ácido se puede determinar midiendo su conductividad utilizando electrodos. Se deduce que el agua destilada completamente pura no debe ser conductora, pero este no es el caso. Esto se debe a que el agua se disociará para formar iones de hidrógeno e hidróxido. Esta disociación es muy débil y se llama el producto iónico del agua, K _W.

Existe una relación análoga constante para describir la fuerza de las bases. Una base general, B, hará que el agua se disocie para formar iones de hidróxido BH ⁺ y OH ^- . La fuerza de esta base viene dada por la constante de disociación de la base K _b , que es igual a [BH ⁺ ] [OH ^- ] / [B]. La fuerza de la base depende de la estabilidad del ion BH ⁺ . El hidróxido de sodio o el hidróxido de potasio forman bases altamente estables y, por lo tanto, tienen valores altos para K _b .