イオン化定数、解離定数または酸性度定数は、水素イオンを放出する物質の傾向を反映しているプロパティです。つまり、酸の強さに直接関係しています。解離定数（Ka）の値が高いほど、酸による水素イオンの放出が大きくなります。
たとえば、水に関しては、そのイオン化は「自動プロトン化」または「自動イオン化」として知られています。ここで、水の分子がH与え+製造、別のH 3 O +およびOH -イオンが、以下の図に示すように。
出典：Cdang、ウィキメディア・コモンズより
水溶液からの酸の解離は、次のように概説できます。
HAは+ H 2 O <=> H 3 O + + A -
HAは、イオン化された酸、H表す3 O +ヒドロニウムイオン、及びA -その共役塩基。Kaが高い場合、より多くのHAが解離するため、ヒドロニウムイオンの濃度が高くなります。この酸性度の増加は、値が7未満である溶液のpHの変化を観察することで判断できます。
電離バランス
上の化学式の二重矢印は、反応物と生成物の間でバランスが確立されていることを示しています。すべての平衡には定数があるため、酸のイオン化でも同じことが起こり、次のように表されます。
K = /
熱力学的に、定数Kaは、濃度ではなく、活動によって定義されます。ただし、希薄水溶液では、水の活性は約1であり、ヒドロニウムイオン、共役塩基、および解離していない酸の活性は、それらのモル濃度に近くなります。
これらの理由から、水の濃度を含まない解離定数（ka）の使用が導入されました。これにより、弱酸解離をより簡単に図式化でき、解離定数（Ka）も同じ形式で表されます。
HA <=> H + + A -
Ka = /
カ
解離定数（Ka）は、平衡定数の表現形式です。
非解離酸、共役塩基、およびヒドロニウムまたは水素イオンの濃度は、平衡状態に達すると一定のままです。一方、共役塩基の濃度とヒドロニウムイオンの濃度はまったく同じです。
それらの値は負の指数で10の累乗で与えられるため、より単純で管理しやすいKa式の形式が導入され、これをpKaと呼びました。
pKa =-Kaを記録
PKaは一般に酸解離定数と呼ばれます。pKa値は、酸の強さを明確に示しています。
-1.74（ヒドロニウムイオンのpKa）よりも多少負のpKa値を持つ酸は、強酸と見なされます。-1.74より大きいpKaを持つ酸は、非強酸と見なされます。
ヘンダーソン・ハッセルバルヒ方程式
方程式は、分析計算に非常に役立つKa式から導出されます。
Ka = /
対数を取って、
ログKaは= Hログ+ + Aログ- - HAログ
そして、ログH +を解く：
-log H = -のKa +ログAをログ- - HAを記録
次に、pHとpKaの定義を使用して、用語を再グループ化します。
pH = pKaが+ログ（A - / HA）
これは有名なヘンダーソン・ハッセルバルヒ方程式です。
使用する
Henderson-Hasselbach方程式を使用して、バッファーのpH、および共役塩基と酸の相対濃度がpHにどのように影響するかを推定します。
共役塩基の濃度が酸の濃度に等しい場合、両方の項の濃度間の関係は1に等しくなります。したがって、その対数は0です。
結果として、pH = pKa、これは非常に重要です。この状況では、バッファー効率が最大になるためです。
通常、最大の緩衝能力があるpHゾーンが採用され、pH = pka±1 pH単位となります。
イオン化定数演習
演習1
弱酸の希薄溶液の平衡状態での濃度は次のとおりです。非解離酸= 0.065 Mおよび共役塩基濃度= 9・10 -4M。酸のKaおよびpKaを計算します。
水素イオンまたはヒドロニウムイオンの濃度は、同じ酸のイオン化に由来するため、共役塩基の濃度と同じです。
方程式に代入：
Ka = / HA
それぞれの値を式に代入します。
Ka =（9 10 -4 M）（9 10 -4 M）/ 65 10 -3 M
= 1,246 10 -5
そして、そのpKaを計算します
pKa =-Kaを記録
=-ログ1,246 10 -5
= 4,904
演習2
濃度が0.03 Mの弱酸は、解離定数（Ka）= 1.5・10 -4です。計算：a）水溶液のpH; b）酸のイオン化の程度。
平衡状態では、酸の濃度は（0.03 M-x）に等しく、xは解離する酸の量です。したがって、水素またはヒドロニウムイオンの濃度は、共役塩基の濃度と同様にxです。
Ka = / = 1.5 10 -6
= = x
Y = 0.03 M-x。Kaの値が小さいことは、酸の解離が非常に少ないため、（0.03 M-x）が0.03 Mにほぼ等しいことを示しています。
Kaで置き換える：
1.5 10 -6 = x 2/3 10 -2
x 2 = 4.5 10 -8 M 2
x = 2.12 x 10 -4 M
そして、x =
pH =-ログ
=-ログ
pH = 3.67
そして最後に、イオン化の程度に関しては、次の式を使用して計算できます。
o / HA] x 100％
（2.12 10 -4 / 3 10 -2）x 100％
0.71％
演習3
酸のイオン化率からKaを計算します。Kaは、初期濃度1.5・10 -3 M から4.8％イオン化することがわかっています。
イオン化される酸の量を計算するために、その4.8％が決定されます。
電離量= 1.5・10 -3 M（4.8 / 100）
= 7.2 x 10 -5 M
このイオン化された酸の量は、共役塩基の濃度および平衡状態のヒドロニウムまたは水素イオンの濃度に等しい。
平衡酸濃度=初期酸濃度-イオン化された酸の量。
= 1.5 10 -3 M-7.2 10 -5 M
= 1,428 x 10 -3 M
そして同じ方程式で解く
Ka = /
Ka =（7.2・10 -5 M x 7.2・10 -5 M）/ 1.428・10 -3 M
= 3.63 x 10 -6
pKa =-Kaを記録
=-ログ3.63 x 10 -6
= 5.44
参考文献
- 化学LibreTexts。（sf）。解離定数。回収元：chem.libretexts.org
- ウィキペディア。（2018）。解離定数。から回復：en.wikipedia.org
- Whitten、KW、Davis、RE、Peck、LP&Stanley、GG Chemistry。（2008）第8版。Cengage Learning。
- シーゲルIH（1975）。生化学計算。2番目。版。ジョン・ワイリー&サンズ。INC。
- 河原英明（2018）。酸イオン化定数の計算方法。調査。から回復：study.com。