O que é pk e quando devo utiliza-lo nos cálculos?

Olá Camila, Definimos pK como o cologaritmo da constante ionização. (pK = – log Ki ou pK = colog Ki) Quanto maior for a constante de ionização(Ki), mais forte será o ácido, e quanto mais baixa a Ki, mais fraco será o ácido. No entanto, quanto maior for o pK, mais fraco será o ácido, e quanto menor o pK, mais forte será o ácido. Assim como o Ki, o pK só varia com a temperatura. Provavelmente é usado em cálculos de processos de ionização e comparação de força entre ácidos. Química não é minha área mas espero ter ajudado :) Fonte: http://www.colegioweb.com.br/ph-e-poh/pk.html#ixzz4C4rMiP00

Bom dia Camila, o pK = -log K e é utilizado para medir pH's de soluções de ácidos e bases fracas, complexos, entre outros.

Olá Camila, boa tarde! Como vai?

A função (pK), ou (pK_a), é definida como o (cologaritmo de K). Em química ela é largamento utilizada para simplificar a classificação de sistemas, bem como compará-los entre si, particularmente quando se mede a acidez desses sistemas. Contudo, é mais comum falarmos em pH, e mesmo pOH, mas pK, ou pK_i, ou pK_a, para avaliarmos essa acidez, ou a ionização de um determinado ácido.

Assim, a 25ºC, considere os seguintes sistemas aquosos:

                       SISTEMA AQUOSO                           K_a                                     pK_a

                        ácido cianídrico                      4,9.10^-10 mol/L                         + 9,3

                          ácido acético                        1,8.10^-5 mol/L                           + 4,7

                        ácido clorídrico                      1,0.10⁺⁷ mol/L                           - 7,0

 

                               acidez: ácido clorídrico > ácido acético > ácido cianídrico, ou seja, quanto maior K_a, menor pK_a, e maior acidez terá o sistema aquoso.  

 

Considere, por exemplo, a ionização do ácido acético, ou ácido etanóico, (H₃CCOOH) através da equação

                                                                                H₃CCOOH_(aq) = H⁺_(aq) + H₃CCOO^-_(aq)

No sistema aquoso em equilíbrio existem todas essas estruturas, além de moléculas de H₂O_(l) e íons H⁺_(aq) e OH^-_(aq), decorrentes da ionização de moléculas de H₂O.

Considerando apenas a ionização do ácido acético, tem-se que K = K_a = [H⁺] . [H₃CCOO^-] / [H₃CCOOH], ou seja, quanto maior o valor de [H⁺] , maior será o valor da constante K_a.

Medindo-se o valor dessa constante a 25º C, K_a = 1,8.10^-5 mol/L. Ao avaliar esse valor, entende-se que a concentração de moléculas H₃CCOOH dissolvidas na solução aquosa é superior à concentração dos íons H⁺, ou H₃CCOO^- dissolvidos na solução, ou seja, pode-se classificar esse ácido como um ácido de baixa constante de ionização (K_a), ou um ácido "fraco" (de fato, só faz sentido classificar um ácido como "fraco" ou "forte" quando se compara-o com a ionização de outros ácidos).

 

Contudo, matematicamente, pK = colog K = – log K, ou mesmo pK_a = colog K_a = – log K_a.

Desse modo, para o ácido acético, a 25ºC,

                                    pK_a = - log (1,8.10^-5) = - (log 18.10^-6) = - (log 9.2.10^-6) = - (log 3².2.10^-6) = - (log 3² + log 2 + log 10^-6)

                                    pK_a = - [2.log 3 + log 2 + (-6).log 10] = - [2.0,48 + 0,30 + (-6).1]

                                    pK_a = - [0,96 + 0,30 - 6] = - [- 4,74] = + 4,74

 

Desse modo, pode-se dizer que, a 25ºC, para o ácido acético, 

                                                                                                K_a = 1,8.10^-5 mol/L       ou         pK_a = 4,74.

Assim, utilizar a função (pK_a) para comparar a acidez de sistemas será muito mais prático do que comparar os valores de K_a. Contudo, as duas análises permitem concluir o mesmo resultado, pois quanto maior K_a, maior a acidez do sistema, vez que será maior a [H⁺], mas quanto menor pK_a, maior acidez.

 

Observações:

1) log 2 = 0,30

2) log 3 = 0,48

3) log 10 = 1, pois log = ln₁₀ e ln_x x = 1

4) Pelas propriedades da função logaritmo,

• logaritmo de um produto é a soma dos logaritmos, log (a.b) = log a + log b
• logaritmo de um produto é a soma dos logaritmos, log (a/b) = log a - log b

5) Se  K_a = [H⁺] . [H₃CCOO^-] / [H₃CCOOH], então

                                pK_a = - log ([H⁺] . [H₃CCOO^-] / [H₃CCOOH])

                                pK_a = - (log [H⁺] + log [H₃CCOO^-] - log [H₃CCOOH]) 

                                pK_a = - log [H⁺] - log [H₃CCOO^-] + log [H₃CCOOH]

 

Considerando que a função pX = - log [X], sendo X uma molécula ou íon dissolvido num sistema aquoso,

                                                                         pH = - log [H⁺]

                                                             pH₃C-COO^- = - log [H₃CCOO^-]

                                                            pH₃C-COOH = - log [H₃CCOOH]

Assim, para a equação anterior

                                pK_a =  - log [H⁺]        - log [H₃CCOO^-]     + log [H₃CCOOH]

                                pK_a = (- log [H⁺]) + (- log [H₃CCOO^-]) - (- log [H₃CCOOH])

                                pK_a = pH + pH₃CCOO^- - pH₃CCOOH

 

Espero que a solução e as observações tenham sido úteis.

Abraços,

André

 

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