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Calculateur de conversion Ka en pKa

Données

Constante d'acidité1,8e-5

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Chimie

Calculateur de conversion Ka en pKa

Convertir une constante d'acidité Ka en son pKa avec pKa = −log₁₀(Ka), et lire les constantes Kb et pKb de la base conjuguée.

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La constante d'acidité KaK_a mesure à quel point un acide s'ionise complètement dans l'eau, mais ses valeurs s'étalent sur des dizaines d'ordres de grandeur, d'environ 10210^{2} pour les acides forts à 10−5010^{-50} pour les plus faibles. L'échelle des pKapK_a comprime cette gamme en nombres maniables, tout comme le pH le fait pour la concentration en ions hydrogène. Ce calculateur convertit KaK_a en pKapK_a et indique le KbK_b et le pKbpK_b de la base conjuguée, les grandeurs employées pour classer et comparer les acides dans toute la chimie et la biochimie.

La définition logarithmique

Le pKapK_a est le logarithme décimal de la constante d'acidité changé de signe :

pKa=−log⁡10(Ka)pK_a = -\log_{10}(K_a)

Comme la relation est logarithmique, une différence d'une unité de pKapK_a correspond à une différence d'un facteur dix de KaK_a. Un pKapK_a plus faible marque un acide plus fort.

Pour la base conjuguée, les constantes de dissociation sont liées entre elles par le produit ionique de l'eau, Kw=1,0×10−14K_w = 1{,}0\times10^{-14} à 25 °C :

Kb=KwKa,pKa+pKb=14K_b = \frac{K_w}{K_a}, \qquad pK_a + pK_b = 14

Exemple résolu

L'acide acétique a Ka=1,8×10−5K_a = 1{,}8\times10^{-5} :

pKa=−log⁡10(1,8×10−5)≈4,74Kb=1,0×10−141,8×10−5≈5,6×10−10pKb=14−4,74=9,26\begin{aligned} pK_a &= -\log_{10}(1{,}8\times10^{-5}) \approx 4{,}74 \\ K_b &= \frac{1{,}0\times10^{-14}}{1{,}8\times10^{-5}} \approx 5{,}6\times10^{-10} \\ pK_b &= 14 - 4{,}74 = 9{,}26 \end{aligned}

Le KaK_a modérément petit marque l'acide acétique comme un acide faible, et sa base conjuguée, l'ion acétate, est par conséquent une base très faible.

Pourquoi l'échelle est si utile

Les logarithmes transforment des grandeurs exponentielles peu commodes en une échelle linéaire facile à comparer et à utiliser dans les équations. Le pKapK_a apparaît directement dans la relation des tampons par le Calcul de Henderson-Hasselbalch, où un tampon est le plus efficace lorsque le pH est proche du pKapK_a de l'acide. Pour déterminer le pH d'une solution à partir de sa concentration en ions hydrogène, utiliser le Calcul du pH, et pour connaître la fraction d'un acide faible réellement dissociée, le Calculateur de pourcentage d’ionisation.

Questions fréquentes (FAQ)

Qu'est-ce que le pKa ?

Le pKa est le logarithme décimal de la constante d'acidité Ka changé de signe. Il comprime la très large gamme des valeurs de Ka — qui s'étend sur de nombreux ordres de grandeur — en une échelle commode, tout comme le pH le fait pour la concentration en ions hydrogène. Un pKa plus faible indique un acide plus fort.

Comment convertit-on Ka en pKa ?

On utilise pKa = −log₁₀(Ka). Par exemple, l'acide acétique a Ka = 1,8×10⁻⁵, ce qui donne pKa = −log₁₀(1,8×10⁻⁵) ≈ 4,74. Pour l'opération inverse, Ka = 10^(−pKa). Comme la relation est logarithmique, une différence d'une unité de pKa correspond à une différence d'un facteur dix de Ka.

Quel est le lien entre le pKa et la force d'un acide ?

Plus le pKa est petit, plus l'acide est fort, car un acide fort a un grand Ka et le logarithme d'un grand nombre, changé de signe, est petit. Les acides forts ont un pKa inférieur à environ −1,7, tandis que les acides faibles se situent généralement entre 2 et 12. La comparaison des valeurs de pKa est la manière courante de classer les acides.

Quel est le lien entre Ka et Kb pour un couple conjugué ?

Pour un couple acide–base conjugué, Ka × Kb = Kw, le produit ionique de l'eau (1,0×10⁻¹⁴ à 25 °C). En prenant les logarithmes changés de signe, on obtient pKa + pKb = 14. Un acide fort (pKa faible) a donc nécessairement une base conjuguée très faible (pKb élevé), ce qui explique pourquoi ce calculateur indique les deux partenaires.

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