pKaWert

Der pKa-Wert, meist als pKa abgekürzt, ist in der Chemie ein Maß für die Säurestärke eines Moleküls in wässriger Lösung. Er entspricht dem negativen dekadischen Logarithmus der Säuredissoziationskonstante Ka: Ka = [H+][A-]/[HA], pKa = -log10(Ka). Eine niedrigere pKa bedeutet eine stärkere Säure; eine höhere pKa eine schwächere Säure.

In einer wässrigen Lösung gilt, bei pH = pKa, ist genau die Hälfte der Spezies in der protonierten Form HA und in der deprotonierten Form A-. Die Beziehung zwischen pH und dem Verhältnis [A-]/[HA] wird durch die Henderson-Hasselbalch-Gleichung beschrieben: pH = pKa + log([A-]/[HA]). Dadurch lässt sich das protonierte/deprotonierte Verhältnis in Puffersystemen vorhersagen.

Typische pKa-Werte geben indirekt Auskunft über die Reaktivität: Carbonsäuren liegen meist im Bereich 4–5, Amine im Bereich 9–11; Wasser hat pKa = 15,7. Sehr starke Säuren weisen negative pKa-Werte in Wasser auf. Es existieren pKa-Werte auch für andere Lösungsmittel, die stark solventabhängig sind.

Der pKa-Wert wird durch strukturelle Merkmale beeinflusst: Stabilisierung der konjugierten Base durch Resonanz, Elektroneneffekte, Konjugation sowie durch intramolekulare Hydrogenbrücken; außerdem spielen Temperatur und Lösungsmittel eine Rolle. Messungen erfolgen typischerweise durch Titration, Spektroskopie oder NMR-Titration.

In der Praxis dient der pKa-Wert der Vorhersage des Verhaltens von Säuren in Puffersystemen, in der Biochemie und in der Pharmazeutischen Chemie, etwa für Absorption, Verteilung und Metabolismus von Substanzen.