Syrestyrkekonstant

En syrestyrkekonstant ($K_s$ eller mere internationalt $K_a$) er ligevægtskonstanten for dissocieringen af en proton fra en syre (svarer til syrens reaktion med vand), typisk i formen

$\mathrm{H}\mathrm{S}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}{\phantom{A}}^{+}+\mathrm{S}{\phantom{A}}^{-}$

hvor ${\text{S}}^{-}$ betegner den korresponderende base (også kaldet syreresten). Syrestyrkekonstanten er i dette tilfælde

$K_s=\frac{[{\text{H}}_3{\text{O}}^{+}][{\text{S}}^{-}]}{[\text{HS}]}$

Typisk angives dog syrestyrkeeksponenten $\text{p}{K}_s$:

$\text{p}{K}_{\text{s}}=\text{-}\log K_{\text{s}}$

Bemærk at koncentrationen af vand anses for konstant, og derfor ikke medgår i reaktionsbrøken. Jo større $K_s$ (eller mindre $\text{p}{K}_s$), des stærkere er syren. Et stofs $\text{p}{K}_s$-værdi (eller $\text{p}{K}_s$-værdier, hvis molekylet er diprot eller polyprot) beskriver pH-afhængigheden af ladningen på molekylet.

I kemi, lægemiddelkemi og biokemi er $\text{p}{K}_s$ værdier af organiske molekyler, lægemidler og proteiner af stor betydning for egenskaberne af disse stoffer.

Styrken af den korresponderende base

På tilsvarende måde som for syren, kan der opskrives et udtryk for basestyrkekonstanten; K_b, af den korresponderende base:

$K_b=\frac{[{\text{OH}}^{-}][\text{HS}]}{[{\text{S}}^{-}]}$

Dette er ligevægtskonstanten for reaktionen:

$\mathrm{S}{\phantom{A}}^{-}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{S}\mathrm{H}+\mathrm{O}\mathrm{H}{\phantom{A}}^{-}$

Der gælder tilsvarende som for en base

$\text{p}{K}_{\text{b}}=\text{-}\log K_{\text{b}}$

og jo større $K_{\text{b}}$ eller mindre $\text{p}{K}_{\text{b}}$ (basestyrkeeksponenten), des stærkere er basen.

Sammenhæng mellem styrkekonstanterne

Summen af en syres reaktion med vand og den tilsvarende reaktion mellem syrens korresponderende base og vand svarer til den syre-basereaktion mellem vandmolekyler der kaldes vands autoprotolyse. Ligevægtskonstanten for denne reaktion betegnes $K_{\text{w}}$. Produktet af $K_{\text{s}}$ og $K_{\text{b}}$ giver $K_{\text{w}}$:

$K_{\text{w}}=K_{\text{s}}{K}_{\text{b}}$

eller:

$\text{p}{K}_{\text{w}}=\text{p}{K}_{\text{s}}+\text{p}{K}_{\text{b}}$

Da $K_{\text{w}}$ er en konstant, gælder der, at en stærk syre har en svag korrensponderende base, og en stærk base har en svag korresponderende syre.

Summen af de to konstanter er:

$\text{p}{K}_{\text{s}}+\text{p}{K}_{\text{b}}=14$

Beregning af syrestyrkekonstanter

$\text{p}{K}_{\text{s}}$ kan beregnes vha. et antal teoretiske metoder, hvis strukturen af molekylet er kendt.