酸度系数

酸度系数（pKa），又名酸离解常数，是酸解离平衡常数的常用对数的相反数，其定义式为pa=－lg()。酸度系数是隶属于酸碱质子理论的概念，它反映了一种酸将质子传递给水，形成H₃O的能力，即反映了酸的强度。

一种酸的越大则酸性越弱，越小则酸性越强。<0（一说为<-1.76，即水合氢离子的）的酸在水中是强酸，介于0与4.0之间为中强酸，其他为弱酸。

酸的电离反应通式如图。

因此酸的反映的是酸经由质子传递，转化为水合氢离子与共轭碱的难易程度，这个程度由化学热力学过程决定，由公式可计算出pKa的值。

从定性角度分析，则可以通过下面的理论粗略比较酸中键能大小判断酸的酸性强弱：

在含氧酸中，中心原子所连接的非羟基氧（或氟fú，氯等电负性大的元素）越多，则－OH基团中电子云密度越小，氢越容易电离出。例如，高氯酸（三个非羟基氧）的酸性比氯酸（两个非羟基氧）强。

结合上面的理论，使用鲍林规则可以半定量地判断含氧酸的，其理论是：多元含氧酸逐级电离常数之比约为，即差值为5；含氧酸的与非羟基氧数量(N)有关，。由此可判断，无非羟基氧的酸为弱酸，有一个的为中强酸，两个或三个的为强酸。

含氧酸的中心原子R对其酸性有着重要影响，R的半径越小，电负性越大，氧化数越高，则R吸引电子的能力越强，降低了－OH上的电子云密度，使其容易电离。这个规则称为R－O－H规则。使用离子势可以半定量地判断含氧酸的酸性大小，其计算公式为，其中z为中心阳离子电荷，r为中心阳离子半径。离子势反映了中心原子的极化作用强弱，离子势越高，酸性越强。

对于非含氧酸，可以结合HSAB理论进行理解。在HSAB中，氢离子是极硬的酸，因此与其结合的碱越软，则它们的键能越小，越容易电离。例如，氟离子为硬碱，碘离子为软碱，因此氟化氢的酸性远小于碘化氢。

分子的异构现象亦可对造成影响。例如反丁烯二酸与顺丁烯二酸的分子结构几乎完全相同，只是前者为反式结构，后者为顺式结构。顺丁烯二酸在一级电离时由于形成氢键，而使它比反丁烯二酸容易电离，二级电离时由于破坏氢键，使得它比反丁烯二酸难电离。

氢键也会对有一定影响，例如前面所提到的氟化氢，其成为弱酸的原因不仅在于H-F键能相对较大，还在于其电离后由氢键形成了稳定的离子对，不能完全发挥出酸的作用。

在水溶液中由于酸及其共轭碱的电离作用就等同于水的自我离子化，酸度系数与碱度系数（pK）的和就相等于水的离解常数（），在25℃下 。

由于与的积是一常数，较强的酸即代表较弱的共轭碱；较弱的酸，则代表较强的共轭碱。

• 判断质子溶剂中酸碱反应的方向与程度，如强酸制弱酸，弱酸制更弱酸等。

• 判断一种质子酸（可以电离出的酸）在一种质子溶剂（可结合的溶剂）中是否电离完全。若一种酸的小于溶剂化质子（溶剂的共轭酸）的，则这种酸在此溶液中可以视作完全电离。

• 计算酸溶液的pH值、共轭碱的强度等。

• 计算出缓冲溶液的pH值，在亨德森-哈塞尔巴尔赫方程亦可得出以上结论。

缓冲溶液由弱酸HA与其酸根离子共同构成，其一大特点是，在被稀释或加入少量强酸/强碱时，其pH值几乎不变。酸度系数可实现缓冲溶液的相关计算：

设缓冲系统中HA的电离常数为（平衡常数），则由弱酸的电离平衡式可得下式:这就是亨德森-哈塞尔巴尔赫(Henderson-Hasselbach)方程。

如果缓冲溶液中弱酸浓度与其酸根离子浓度相等，则：，由此可看出，缓冲溶液的pH值不受稀释所影响，然而这个结论是在忽略水的电离下得出的，如果稀释足够倍数，其最终结果仍是趋于pH=7。由此公式，可通过滴定来测量弱酸的酸度系数：将弱酸恰好中和至一半，此时溶液的pH即为弱酸的。

根据此式可得出下列几点结论：

缓冲液的pH值与该酸的电离平衡常数及盐和酸的浓度有关。弱酸的值衡定，但酸和盐的比例不同时，就会得到不同的pH值。

酸和盐浓度等比例增减时，溶液的pH值不变；

酸和盐浓度相等时，缓冲液的缓冲效率为最高，比例相差越大，缓冲效率越低，缓冲液的一般有效缓冲范围为，。

由于蛋白质及氨基酸均具有酸碱的性质，因此在生物化学中，被用于生理机能的研究。例如，蛋白质及其氨基酸侧链对酶的活性及蛋白质的稳定性具有重要影响。

一些物质的pKapKa名称化学式/结构式-31.30氟锑酸-19.20氟锑磺酸（魔酸）-18.00碳硼烷酸--15.10氟磺酸-10.00高氯酸-10.00氢碘酸-9.00氢溴酸-8.00盐酸-3.00硫酸-2.00硝酸-1.76水合氢离子0.27 肼jǐng*0.804 碘酸0.91 焦磷酸1.271 乙二酸1.64 高碘酸1.89 亚硫酸1.99 硫酸氢根1.99 乙二胺四乙酸(EDTA)-2.148 磷酸2.26 砷酸3.128 柠檬酸-3.14 亚硝酸3.20 氢氟酸3.46 氰酸3.751 甲酸3.858 乳酸-4.04抗坏血酸（维生素C）-4.19丁二酸4.20苯甲酸4.62 叠氮酸4.60 苯胺*4.756 乙酸4.761 柠檬酸二氢根离子-5.17 吡啶*6.352 碳酸**6.40 柠檬酸一氢根离子-6.97 硫化氢6.99乙二胺*　7.00咪唑*（作为酸）-7.198 磷酸二氢根7.205 亚硫酸氢根7.537 次氯酸8.55 次溴酸9.236 硼酸9.246 铵ǎn9.21 氢氰酸9.33苯甲胺*-9.60 硅酸9.81三甲胺*9.99 酚10.08乙二胺*-10.329 碳酸氢根10.5 次碘酸10.62 甲胺*10.63 乙胺*10.77 二甲胺*10.80 二乙胺*11.01三乙胺*11.64 过氧化氢12.32 磷酸一氢根离子12.50胍*-12.90 硫氢根14.58咪唑（作为碱）-33氨26.00六甲基二硅基胺基钾(KHMDS)-37.00四甲基哌pài啶dìng锂(LiTMP)-37.00二异丙基胺基锂（LDA）-45.00丙烷wán50.00乙烷

*铵及胺类物质的数据是其接受质子后形成的铵盐的；

**碳酸的在计算时按碳酸的实际浓度计算，若假定溶液中所有均转化为碳酸，则其。