pKaarvojen

pKa-arvot, suomeksi pKaarvot, ovat happona toimivan aineen happon luovutuksen voimakkuuden mitta. Ne ovat logaritmisiä lukuja, määriteltynä tasapainoreaktion Ka = [H+][A−]/[HA], ja pKa = -log10(Ka). Pienempi pKa tarkoittaa vahvempaa happoa, suurempi pKa heikompaa happona.

pKa-arvot riippuvat ympäristöstä: liuotin, lämpötila, ioninen vahvuus ja muut olosuhteet vaikuttavat niihin. Yleisesti käytetään standardina vettä 25 °C. Monimutkaisissa molekyyleissä voi olla useita prottoenia, jolloin ne omaavat useita pKa-arvoja eli ne ovat polyproottisia.

Käytännön merkitys näkyy esimerkiksi protonaatio-tilanteen ennustamisessa. Henderson-Hasselbalch -lausekkeella pH = pKa + log([A−]/[HA]) voidaan arvioida, missä muodossa aine on jossain pH-alueella. Tämä vaikuttaa aineen liukoisuuteen, membrane-permeabiliteettiin ja sitoutumiseen biologisiin targetteihin. pKa-arvot ovat keskeisiä esimerkiksi lääkeaineiden suunnittelussa, jotta ne ovat oikeassa muodossa tietyssä biologisessa ympäristössä.

Mittaus ja lähteet: pKa-arvot mitataan pH-titration, potentiometrian, spektroskopian tai NMR:n keinoin. Arvot ilmoitetaan usein tietylle liuottimelle, lämpötilalle ja ionsiapitoisuudelle. Netto-tietokannoissa kootut pKa-arvot auttavat ennustamaan protonaatiotasapainoa uusille yhdisteille.

Esimerkkejä: etikkahapon pKa on noin 4,76; ammonium-ionin pKa vedessä 25 °C on noin 9,25. Polyproottisissa hapoissa on useita pKa-arvoja, kuten hiilihapon H2CO3:n pKa1 noin 6,35 ja pKa2 noin 10,33.