酸度系數（英語：Acid dissociation constant，又名酸解離常數，代號 Ka、pKa、pKa 值），在化學及生物化學中，是指一個特定的平衡常數，以代表一種酸解離氫離子的能力。 該平衡狀況是指由一種酸（HA）中，將氫離子（即質子）轉移至水（H2O）。水的濃度 H2O 是不會在系數中顯示的。一種酸的 pKa 越大則酸性越弱，pKa 越小則酸性越強（反過來說，Ka 值越大，解離度高，酸性越強，Ka 值越小，部份解離，酸性越弱）。pKa0 的酸在水中是強酸，介於 0 與 40 之間為中強酸，其他為弱酸。離解的化學反應（酸的電離反應通式）為： mbox HA_mbox aq mbox H_2mbox O_mbox l leftrightarrow mbox H_3mbox O_mbox aq mbox A_mbox aq 平衡狀況亦會以氫離子來表達，反映出酸質子理論： mbox HA_mbox aq leftrightarrow mbox H_mbox aq mbox A_mbox aq 平衡常數的方程式為： K_a frac mbox H_3mbox Ombox A mbox HA 由於在不同的酸這個常數會有所不同，所以酸度系數會以常用對數的加法逆元，以符號 pKa，來表示： mbox p K_mbox a log_10K_mbox a 在同一的濃度下，較大的 Ka 值（或較少的 pKa 值）離解的能力較強，代表較強的酸。一般來說，Ka1（或 pKa0），則為強酸；Ka104（或 pKa4），則為弱酸。 利用酸度系數，可以容易的計算酸的濃度、共軛鹼、質子及氫氧離子。如一種酸是部份中和，Ka 值可以用來計算出緩衝溶液的 pH 值。在亨德森 哈塞爾巴爾赫方程亦可得出以上結論。 共軛鹼的鹼度系數 由此類比，亦可以為共軛鹼 A定義鹼度系數 Kb 及 pKb： K_b frac mbox HAmbox OH mbox A mbox p K_mbox b log_10K_mbox b 以下是平衡狀態的離解常數： mbox A_mbox aq mbox H_2 mbox O_mbox l leftrightarrow mbox HA_mbox aq mbox OH_mbox aq 同樣的，較大的 Kb 值代表較強的鹼，這是因在同一的濃度下可以接收更多的質子。 酸度系數與鹼度系數的關係 由於 HA 與 A的電離作用就等同於水的自我離子化，酸度系數與鹼度系數的積就相等於水的離解常數（Kw），故 pKa 與 pKb 的和即為 pKw。其中 Kw 在 25下為 10 1014，pKw 為 14。 K_mbox a K_mbox b K_mbox w mbox p K_mbox a mbox p K_mbox b mbox p K_mbox w 由於 Ka 與 Kb 的積是一常數，較強的酸即代表較弱的共軛鹼；較弱的酸，則代表較強的共軛鹼。 影響酸鹼強度的因素 作為一個平衡常數，酸度系數 Ka 是以反應物與化合物，更準確的應是質子化狀態（AH）與脫質子化狀態（A）的自由能差 ΔG 來計算。分子的相互作用偏向脫質子化狀態時會提升 Ka 值（因 A 與 AH 的比增加），或是降低 pKa 值。相反的，分子作用偏向質子化狀態時，Ka 值會下降，或提升 pKa 值。 舉例假設 AH 在質子化狀態下釋放一個氫鍵給原子 X，這個氫鍵在脫質子化狀態下是欠缺的。因質子化狀態有著氫鍵的優勢，pKa 值隨之而上升（Ka 下降）。pKa 值的轉移量可以透過以下方程式從 ΔG 的改變來計算： K_a efrac Delta GcircRT 其他的分子相互作用亦可以轉移 pKa 值：只要在一個分子的滴定氫附近加入一個抽取電子的化學基（如氧、鹵化物、氰基或甚至苯基），就能偏向脫質子化狀態（當質子離解時須穩定餘下的電子）使 pKa 值下降。例如將次氯酸連續氧化，就能得出不斷上升的 Ka 值：HClO HClO2 HClO3 HClO4。次氯酸（HClO）與過氯酸（HClO4）Ka 值的差約為 11 個數量級（約 11 個 pKa 值的轉移）。靜電的相互作用亦可對平衡狀態有所影響，負電荷的存在會影響帶負電、脫質子化物質的形成，從而提升了 pKa 值。這即是分子中的一組化學基的離子化，會影響另一組的 pKa 值。 富馬酸及馬來酸是 pKa 值轉移的經典例子。它們兩者都有相同的分子結構，以兩組雙鍵碳原子來分隔兩組羧酸。富馬酸是反式異構體，而馬來酸則是順式異構體。按照其對稱性，有人會想這兩個羧酸擁有同樣約為 4 的 pKa 值。在富馬酸可以說是接近的推論，它的 pKa 值約為 35 及 45。相反，馬來酸卻有著約 15 及 65 的 pKa 值。這是因當其中一個羧酸脫質子化時，另一組卻形成一強烈的氫鍵與它連合，整體上來說，這個改變偏向了脫質子化狀態下接受氫鍵的羧酸（由約 4 降至 15），及偏向質子化狀態下放出氫鍵的羧酸（由約 4 上升至 65）。 pKa 值的重要性 pKa 值會影響一物質的特徵，例如活躍性、水溶性及光譜性質。在生物化學上，蛋白質及胺基酸側鏈的 pKa 值是對酶的活躍性及蛋白質的穩定性十分重要。 一般物質的 pKa 值 以下列出一些物質在 25水下量度的 pKa 值，同時列出酸性強於高氯酸的質子酸的 H0 值： 物質名稱 化學式 pKa pKa2 pKa3 H0 來源 9 Zz 9 氟銻酸 HSbF6 2500 313 魔酸 HSbF6SO3 1920 碳硼烷酸 H CHB11Cl11 1200 18 氟磺酸 HSO3F 1000 151 高氯酸 HClO4 1000 13 氫碘酸 HI 948 氫溴酸 HBr 900 鹽酸 HCl 800 硫酸 H2SO4 300 199 12 硝酸 HNO3 200 水合氫離子 H3O 176 氨基磺酸 HSO3NH2 1 三氟乙酸 CF3COOH 023 三氯乙酸 CCl3COOH 064 草酸 H2C2O4 138 428 磷酸 H3PO4 212 721 1267 葉酸 C19H19N7O6 23 83 檸檬酸 C6H8O7 309 476 640 氫氟酸 HF 318 甲酸 HCOOH 375 抗壞血酸（維生素 C） C6H8O6 404 琥珀酸 C4H6O4 419 苯甲酸 C6H5COOH 420 苯胺 C6H7N 463 乙酸（醋酸） CH3COOH 475 吡啶 521 碳酸 H2CO3 635 1032 ATP 65 乙二胺 699 咪唑 （作為酸） 700 硫化氫 H2S 700 190 次氯酸 HOCl 750 氨 NH3 g 925 氫氰酸 HCN 930 苯甲胺 933 三甲胺 981 苯酚 PhOH 99 乙二胺 1008 甲胺 1066 二甲胺 1073 乙胺 1081 三乙胺 1101 二乙胺 1109 過氧化氫 H2O2 1165 25 胍 1250 咪唑（作為鹼） 1458 水 H2O 1574 氨基鈉 NaNH2 1900（pKb） 六甲基二矽基胺基鉀 KHMDS 2600 液氨 NH3 l 34 四甲基哌啶鋰 LiTMP 3700 二異丙基胺基鋰（LDA） 3700 丙烷 C3H8 4500 乙烷 C2H6 5000 氨和胺基的數值是相應的氨離子的 pKa 值。非與水反應 碳酸的濃度假定為碳酸與二氧化碳的濃度和。 質子化能力高於高氯酸的質子酸所列資料為 H0 值，高氯酸的 H0 值為 13。 常見物質的 pKa 數值 有多種技術來確定化學物質的 pKa 值，導致不同來源之間存在一些差異。 測量值之間通常有 01 個單位的誤差。下列物質的資料都是在 25時水中測得。 Chapter 8 化學名稱 化學平衡 pKa B 腺嘌呤 BH22 BH H 417 BH B H 965 H3A 亞砷酸 H3A H2A H 222 H2A HA2 H 698 HA2 A3 H 1153 HA 苯甲酸 HA H A 4204 HA 丁酸 HA H A 482 H2A 鉻酸 H2A HA H 098 HA A2 H 65 B 可待因 BH B H sup 817 HA 甲酚 HA H A 1029 HA 甲酸 HA H A 3751 HA 氫氟酸 HA H A 317 HA 氫氰酸 HA H A 921 HA 硒化氫 HA H A 389 HA 過氧化氫（90％） HA H A 117 HA 乳酸 HA H A 386 HA 丙酸 HA H A 487 HA 苯酚 HA H A 999 H2A 維生素 C H2A HA H 417 HA A2 H 1157 參考文獻 Category 平衡化學 Category 酸 Category 鹼 Category 分析化學 Category 物理化學 Category 化學列表