Paulina Włodarska

Iwona Sudoł

pK

a

SUBSTANCJI

Czym jest pK

a

?



miarą mocy kwasu



ujemnym logarytmem z K

a

pK

a

 = –log[K

a

]

A czym jest K

a

?

K

a

, czyli stała dysocjacji kwasu jest miarą

jego mocy. Silne kwasy łatwo oddają
protony (są dobrymi donorami protonów)
i charakteryzują się dużymi wartościami K

a

. Słabe

kwasy niechętnie oddają protony, a ich stałe
dysocjacji są małe.
W wodzie, kwasy ulegają dysocjacji zgodnie z
poniższym (uproszczonym) równaniem:

Stałą równowagi tej reakcji zapisać można
następującym wzorem:



Słabe kwasy to te, które odznaczają się

wartościami pK

a

większymi od 2 (bo

-log(0,01)=2), a im większa wartość pK

a

, tym

słabszy kwas.



Miary pK

a

 kwasu nie można stosować jako

miary mocy bardzo stężonych i (przede
wszystkim) bezwodnych kwasów mocnych,
ponieważ są one całkowicie zdysocjowane.
W

odniesieniu

do

kwasów

tych,

miary pK

a

 można

stosować

jedynie

do

pewnych rozcieńczonych roztworów.



Gdy

pH=pK

a

,

połowa

ilości

związku

występuje w formie niezjonizowanej, połowa
w formie zjonizowanej.



Po zlogarytmowaniu wzoru na stałą

równowagi reakcji dysocjacji kwasu,
otrzymujemy następujący wzór,
łączący pH roztworu kwasu z jego
wartością pK

a

:



Z powyższego wzoru wynika, że pK

a

kwasu równe jest co do

wartości pH, wtedy gdy stosunek stężenia wolnego
(niezdysocjowanego) kwasu do stężenia anionu powstałego
na skutek dysocjacji tego kwasu, równy jest 1 (bo log(1)=0).



Ze względu na to, że zasada po przyłączeniu
protonu staje się sprzężonym kwasem, zamiast
charakteryzować substancje za pomocą stałych
kwasowości dla kwasów i zasadowości dla zasad,
można charakteryzować je za pomocą jednej
wielkości (pK

a

).



pK

a

=pK

w

-pK

b



Suma pKa i pKb w wodzie

jest zawsze równa 14.



pK

a

=14-pK

b

Dlaczego istotne

jest precyzyjne

wyznaczenie pK

a

substancji

leczniczych?

Wchłanianie jest regulowane
przez pK

a

leku

Alkalizacja pH w świetle pozostawionej części
żołądka po zabiegu gastrektomii (usunięcie
żołądka) wpływa na wzrost stopnia jonizacji
słabych kwasów i spadek pK

a

słabych zasad.

Wartości stałej dysocjacji
pK

a

leku

oraz

pH

środowiska

determinują

szybkość dyfuzji biernej
leku,

która

jest

najczęstszym
mechanizmem transportu
leków

przez

błony

biologiczne w przewodzie
pokarmowym. Wzrost pH
w świetle żołądka po
gastrektomii może zatem
ograniczać

wchłanianie

leków

o

charakterze

kwaśnym.

Wpływ pKa substancji leczniczej na
jej wydalanie z organizmu

Przez błony kanalików nerkowych dobrze wchłaniają się
zwrotnie leki w postaci niezjonizowanej. Dlatego w moczu
zasadowym (wysokie pH) leki o charakterze słabych kwasów
(pK

a

od 3 do 7,5 np. kwas acetylosalicylowy, sulfonamidy,

fenylbutazon, barbiturany) przeważnie istnieją jako zjonizowane
nie rozpuszczalne w tłuszczach cząsteczki.

W tej formie są niezdolne do dyfuzji przez
komórki kanalików nerkowych, i w wyniku tego
są wydalane razem z moczem. Odwrotnie, leki o
charakterze słabych zasad (pK

a

7,5 do 10,5 np.

kodeina, morfina, chinina, imipramina) będą
ulegały resorpcji zwrotnej w moczu o zasadowym
odczynie pH. 

Moc kwasu w określonych warunkach jest stała
dla danego kwasu.

Terapeutyczne właściwości kwasów owocowych
ściśle wiążą się z ich biodostępnością czyli
zdolnością przenikania niezdysocjowanej
cząsteczki kwasu przez barierę warstwy
zrogowaciałej. Kwasy

owocowe

charakteryzują się większą reaktywnością oraz
zdolnością przenikania przez warstwę rogową
naskórka w postaci niezdysocjowanej.

Skuteczność działania

hydroksykwasów (stosowanych w

dermatologii)

zależy od mocy kwasu.

Znajomość pK

a

hydroksykwasów umożliwia

stwierdzenie najbardziej optymalnego pH danego

kwasu, a tym samym podniesienie skuteczności jego
działania. Jeśli wartość pH jest równa lub zbliżona do
mocy kwasu wtedy jedynie 50% kwasu pozostaje w
niezdysocjowanej postaci.

Aby

uzyskać

jak

największą

biodostępność hydroksykwasów i
zwiększyć

efektywność

działania

preparatu należy zastosować pH
niższe od pK

a

danego kwasu. W

praktyce

kosmetycznej

oceniając

skuteczność i możliwości terapeutyczne
preparatu służącego do eksfoliacji
należy zwrócić uwagę na jego pH i
odnieść ją do pK

a

danego kwasu.

Wyznaczanie pK

a

jest przydatne przy

identyfikacji substancji leczniczej

Przykład – SULFONAMIDY
Charakter zasadowy nadaje im nie podstawiona
grupa aminowa przy pierścieniu aromatycznym
(pK

b

=11,64-12,3),

natomiast

charakter

kwasowy – ugrupowanie sulfonamidowe (dla
większości

związków

pK

a

=6,5-7,5).

Sulfaguanidyna,

posiadająca

ugrupowanie

sulfaguanidynowe zamiast sulfonamidowego,
jest

praktycznie

pozbawiona

własności

kwasowych (pK

a

= 12,05).