Bioquímica en El Proyecto Biológico
Traducción hecha en las Universidades de Valladolid y de Alcalá de Henares, España

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Problemas de ácidos y bases

Problema 10: relación entre pKa y pH

Tutoría para ayudar a responde el problema

La relación correcta entre pKa y pH es que:

A. Ambos son funciones logarítmicas.
B. Ambos son siempre < 7 para ácidos y > 7 para bases.
C. Estos dos conceptos no están relacionados de ninguna manera puesto que los fluidos biológicos contienen mezclas de demasiados ácidos y bases.
D. Cuando pH = pKa, el compuesto en cuestión tendrá carga de +0,5.
E. Cuando pH = pKa, el compuesto ionizable en cuestión (ya sea ácido o base) estará la mitad protonado y la mitad desprotonado.

Tutoría

pKa y pH
La relación entre pKa y pH está representada matemáticamente por la ecuación de Henderson-Hasselbalch:

pH = pKa + log [A-] / [HA]

donde [A-] representa la forma desprotonada y [HA] representa la forma protonada.

Una solución habitual de esta ecuación se obtiene al asignar arbitrariamente que pH = pKa.

En este caso, log([A-] / [HA]) = 0, y [A-] / [HA] = 1.

En otras palabras, esto significa que cuando el pH es igual al pKa del ácido, hay igual cantidad de las formas protonada y desprotonada de la molécula. Esta misma relación vale para las bases, con [B] sustituyendo a [A-] como la forma desprotonada y [HB+] sustituyendo a [HA] como la forma protonada. Se debe tener en cuenta que la relación de Henderson-Hasselbach es válida para un ácido o base específico incluso si están presentes diversos ácidos o bases.

En la siguiente figura (y para el ácido acético), se muestran otras soluciones para la ecuación de Henderson-Hasselbalch en un intervalo de valores de pH.
La "carga neta del ácido" se refiere al promedio de todas las moléculas de ácido en la disolución.
Hay varios aspectos en esta gráfica que merecen un comentario:

  • En el pKa, el ácido está desprotonado en un 50%.
  • A una unidad de pH por encima (por debajo) del pKa, el ácido está desprotonado (protonado) en un 90%.
  • A dos unidades de pH por encima (por debajo) del pKa, el ácido está desprotonado (protonado) en un 99%.
  • A tres unidades de pH por encima (por debajo) del pKa, el ácido está desprotonado (protonado) en un 99,9%.
  • Cuando está totalmente protonado, la carga del ácido acético es 0.
  • Cuando está totalmente desprotonado, la carga del acetato es -1.

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January 6, 1999
Revised: October 2004
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