Happe dissotsiatsioonikonstant
Happe dissotsiatsioonikonstant ehk Ka (tuntud ka kui happelisuse konstant või happe-ionisatsiooni konstant) väljendab happe kvantitatiivset tugevust lahuses. Tegemist on tasakaalukonstandiga, mis iseloomustab happe dissotsiatsiooni hape-alus-reaktsioonis. Seda väljendatakse negatiivse kümnendlogaritmina pKa, kus pKa = -logKa. Vesilahuses on tasakaal väljendatav: H A + H 2 O = A − + H 3 O + {\displaystyle HA+H_{2}O=A^{-}+H_{3}O^{+}} Kus HA on hape ning dissotsieerub A-, mis on selle happe konjugeeritud alus, ning vesinikiooniks H+, mis kombineerub veega hüdrooniumiooniks H3O+. HA, A- ja H3O+ on tasakaalus, kui nende kontsentratsioon ei muutu. Dissotsiatsioonikonstant kirjutatakse üldiselt tasakaalukontsentratsioonide (ühik on mol/L) jagatisena, milles kontsentratsioonid on tähistatud [HA], [A-] ja [H3O+]. K a = [ A − ] [ [ H 3 O ] + [ H A ] [ H 2 O ] {\displaystyle K_{a}={\frac {[A^{-}][[H_{3}O]^{+}}{[HA][H_{2}O]}}} Kuna vee kontsentratsioon on nii suur, et reaktsiooni lõppedes sisuliselt ei muutu, võib vee kontsentratsiooni lugeda konstantseks (välja arvatud suure happe kontsentratsiooniga vesilahustel). Võrrand lihtsustub kujule H A ↔ A − + H + : K a = [ A − ] [ H + ] [ H A ] {\displaystyle HA\leftrightarrow A^{-}+H^{+}:K_{a}={\frac {[A^{-}][H^{+}]}{[HA]}}} See on üldine definitsioon. Praktikas on kasulikum kasutada logaritmilist konstanti pKa: p K a = − log 10 ⁡ K a {\displaystyle pK_{a}=-\log _{10}K_{a}} Mida suurem on pKa väärtus, seda väiksem on dissotsiatsiooni ulatus kõigil pH väärtustel, mis tähendab, et hape on nõrgem (vaata Hendersoni-Hasselbachi võrrand). Nõrga happe pKa väärtus on vesilahuses umbes −2 kuni 12. Happed, mille pKa väärtus on alla −2 on tugevad happed, sest nende hapete dissotsiatsioon on nii ulatuslik, et mittedissotsieerunud happe kontsentratsioon ei ole enam mõõdetav. pKa väärtusi on siiski võimalik tugevatele hapetele omistada teoreetiliste arvutuste abil. Seda definitsiooni saab laiendada ka veevabadele solventidele, näiteks atsetonitriil või dimetüülsulfoksiid. Tähistades solvendi molekul S tähega H A + S ↔ A − + [ S H ] + {\displaystyle HA+S\leftrightarrow A^{-}+[SH]^{+}}  : K a = [ A − ] [ S H + ] [ H A ] [ S ] {\displaystyle K_{a}={\frac {[A^{-}][SH^{+}]}{[HA][S]}}} Kui solvendi molekuli kontsentratsiooni saab võtta konstandiks, taandub võrrand lihtsustatud kujule K a = [ A − ] [ H + ] [ H A ] {\displaystyle K_{a}={\frac {[A^{-}][H^{+}]}{[HA]}}} nagu eelnevalt näidatud.