Este α é o mesmo que a fração dissociada de HA em solução aquosa pura?

Não necessariamente. Aqui o pH é imposto de fora, e a fórmula dá a composição pela equação de Henderson–Hasselbalch. Na solução pura de HA o pH está ligado à concentração, e α sai do balanço de cargas, não de uma só fórmula a pH fixo.

Por que potências de dez, e não o logaritmo neperiano?

Na química aquosa pH e pKa se definem com o logaritmo decimal, por isso a razão [HA]/[A⁻] é uma potência de dez.

Precisa do coeficiente de atividade γ?

Em força iônica alta as atividades diferem das concentrações e o pKa efetivo se desloca. Aqui vale o limite ideal didático: atividade ≈ concentração.

Grau de dissociação de um ácido

α = 1/(1 + 10^(pKa − pH)); metade em pH = pKa; curvas de α e 1 − α em função do pH.

Marcadores: pH atual (branco) e semiequivalência em pH = pK_a (vermelho).

Gráficos

Sobre o modelo

Grau de dissociação: para o par ácido fraco / base conjugada HA ⇌ H⁺ + A⁻ a fração na forma A⁻ a um pH dado é α = [A⁻]/([HA]+[A⁻]). De Ka = a_H⁺ a_A⁻ / a_HA, trocando atividades por concentrações, vem α = 1/(1 + 10^(pKa−pH)). Em pH = pKa tem-se α = ½ — composição do ponto de semiequivalência na curva de titulação. No gráfico, α e 1−α em função do pH no pKa escolhido; marcados o ponto atual (pH, α) e o ponto médio (pKa, ½). Aqui o pH é parâmetro independente do meio, e não o pH autoconsistente de uma solução pura de HA: para esse caso fazem falta o balanço de cargas e a autoprotólise da água. Força iônica e ácidos polipróticos ficam de fora.

Para quem: Química geral, junto com a equação de Henderson–Hasselbalch e a titulação; em paralelo com a página da solução tampão.

Conceitos-chave

grau de dissociação
pKa
titulação
ponto de semiequivalência
base conjugada
sigmoide

Como funciona

A um pH dado do meio, a fração da base conjugada A⁻ na soma [HA]+[A⁻] é α = 1/(1 + 10^(pKa−pH)). Em pH = pKa resulta α = ½ — composição do ponto de semiequivalência. Na tela, a sigmoide α(pH) e a curva espelhada 1−α; os marcadores são o pH atual e o ponto médio em pKa.

Fórmulas principais

α = 1 / (1 + 10^(pK_a − pH))

pH = pK_a ⇒ α = ½ (metade A⁻, metade HA)

Perguntas frequentes

Este α é o mesmo que a fração dissociada de HA em solução aquosa pura?: Não necessariamente. Aqui o pH é imposto de fora, e a fórmula dá a composição pela equação de Henderson–Hasselbalch. Na solução pura de HA o pH está ligado à concentração, e α sai do balanço de cargas, não de uma só fórmula a pH fixo.
Por que potências de dez, e não o logaritmo neperiano?: Na química aquosa pH e pKa se definem com o logaritmo decimal, por isso a razão [HA]/[A⁻] é uma potência de dez.
Precisa do coeficiente de atividade γ?: Em força iônica alta as atividades diferem das concentrações e o pKa efetivo se desloca. Aqui vale o limite ideal didático: atividade ≈ concentração.

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