解離常數

解離常數（pK_a）是水溶液中具有一定解離度的溶質的極性參數。解離常數給予分子的酸性或鹼性以定量的量度，K_a增大，對於質子給予體來說，其酸性增加；K_a減小，對於質子接受體來說，其鹼性增加。

基本介紹

• 中文名：解離常數
• 外文名：Dissociation constant
• 簡稱：pKa
• 性質：極性參數
• 特點：Ka越大，pKa越小

定義

pK_a是一種特定類型的平衡常數。解離常數pK_a是K_a的負對數。K_a越大，pK_a越小。

pH=pK+lg（電子受體/電子供體）

以一元弱酸為例，其在水中的解離平衡式為：

當向體積為 濃度為 的酸溶液加入體積為V濃度為 的強鹼(如NaOH)溶液時，根據同離子效應，忽略弱酸電離出的 ，則溶液中的

整理可得：

意義

解離常數（pK_a）是有機化合物非常重要的性質，決定化合物在介質中的存在形態，進而決定其溶解度、親脂性、生物富集性以及毒性。對於藥物分子，pK_a還會影響其藥代動力學和生物化學性質。 精確預測有機化合物的pK_a值在環境化學、生物化學、藥物化學以及藥物開發等領域都有重要意義。

測定方法

電位滴定法

電位滴定法是測定物質解離常數pK最常用的方法之一。以一元弱酸為例，其在水中的解離平衡式為：

根據上式，將加入鹼的體積V和測得的溶液pH代入後就能得到物質的pK_a，通常將溶液pH對 作圖就得到物質的pK_a。因此，實驗過程中只需記錄一定溫度下，累積加入鹼的體積和每加入一定體積的鹼後所測得的溶液pH值。

為了克服物質在純水中難溶而難以測定其解離常數的問題，可以採用有機溶劑與水的混合溶劑來代替純水，通過測定物質在不同體積比的有機溶劑和水的混合溶劑中的解離常數，再套用一定的數學方法來得到在純水中的解離常數。

溶液的離子強度會影響物質在水中的解離。因此在測定某些物質在水中的解離常數時需要考慮物質水溶液的離子強度的影響。

採用電位滴定法測定物質解離常數時要注意數據處理的技巧，因為選擇適當的數據處理方法能給實驗數據的處理帶來很大的方便，節省大量時間，同時能夠提高數據的準確度。

電位滴定法最大的缺點是難以測定低溶解度物質的解離常數，但是其操作簡單，部分實驗只需幾組數據就能得出結果，可運用科學的數理方法和圖像來處理pH滴定數據，結果準確。因此，電位滴定法在測量物質解離常數方面得到了最廣泛的套用。

分光光度法

分光光度法是另一種常用的測定物質解離常數的方法。它是基於物質的分子狀態和離子狀態對某一波長光的吸收度不同的原理而建立起來的一種分析方法。當某種物質在溶液中達到解離平衡時，該溶液中同時存在物質的分子和離子狀態，而這兩種狀態對同一波長的光的吸收度是不同的，因此，用分光光度計測得的溶液的吸光度是溶液中分子和離子吸光度的綜合表現。若被測物是一元弱酸性物質，則其解離式為：

將上式中的 和Ka分別用它們的副對數pH和pKa表示且將物質濃度用其吸光度表示得：

式中 為100%離子型的吸光度、 為100%分子型的吸光度、 為測得的物質溶液的吸光度。在設法得到、和測得溶液的吸光度後就能得出物質的解離常數。

分光光度法對於測定在紫外--可見光區有較強吸收的物質的解離常數有很好的套用，同時也可以用來測定在紫外及可見光區吸收很弱（或無吸收）的物質的解離常數，但是此時需要在原來的基礎上加入指示劑。方海紅等以硝基酚為指示劑採用分光光度法測定了延胡索乙素的解離常數，介紹了選擇分析波長和測定純物質分子和離子的吸光度的方法。

分光光度法適用範圍非常廣泛，操作簡單，結果準確可靠，是一種很好的測定物質解離常數的方法。它不但適用於離解或非離解形式紫外一可見吸收光譜顯著不同的化合物，還適用於低溶解度化合物及菲酸鹼離解的情況。但是，分光光度法必須對每一種物質的酸性離解式、鹼性離解式及弱酸弱鹼式的吸光度逐一進行檢測，對於大量生物鹼性離解常數的測定，工作量很大。另外分光光度法在用於測定酸鹼指示劑及顯色劑類有機酸鹼的pK_a值時對工作波長的選擇有嚴格的要求。

細管電泳法

毛細管電泳是近年來發展很快的一種新型分析技術。它是以高壓電場為驅動力。將毛細管作為分離通道，根據樣品中各種組分之間電泳淌度或分配行為的不同而建立起來的一種液相分離分析新技術。張蘭等根據弱酸的電離平衡，離子的分布係數，淌度的基本原理和水的離子積常數的知識，在忽略離子強度的情況下，推出了毛細管電泳一電化學檢測法的實驗原理。

毛細管電泳法可以測定在紫外一可見光區無吸收或者吸收不敏感的化合物的解離常數。為了驗證毛細管電泳法所得物質的解離常數的準確性，有人將毛細管電泳法得到的物質解離常數的值與其它傳統方法得到的值進行了比較。C．Foulon等通過將毛細管電泳法得到的8種芳香抑制劑的解離常數與電位滴定法、分光光度法和計算方法得到的數值比較，提出毛細管電泳法是一種非常有前景的測定物質解離常數的方法。

採用毛細管電泳法時需要配製不同pH的緩衝溶液，配製過程比較複雜，並且套用毛細管之前要經過幾個小時的電動清洗，樣品溶液的黏度往往對結果有比較大的影響。但是此方法簡單快速，運行成本低，分離效率高，並且有高的靈敏度。因此毛細管電泳是解離常數檢測方法的一個發展方向。

其他方法

螢光法在測定物質解離常數方面有一定的套用。此方法的依據是：具有螢光的物質溶液，在不同的濃度下會有不同的螢光強度。因此若改變溶液中的物質濃度，溶液的螢光強度也會相應改變，可以根據溶液螢光強度的變化所對應的物質濃度變化來得到物質的解離常數。

薄層色譜pH法是依據色譜體系pH值與離解性物質的Rf（分配係數的函式）值的關係建立起來的一種分析方法。其實質是：將等量待測物通過點樣吸附到經不同pH值的緩衝溶液處理過的薄層色板上，然後在同一溶劑系統中展開，這樣就能測得待測物質一系列的Rf值。用Rf值與對應的pH值作圖。可得到該物質pH—Rf特徵曲線，依此特徵曲線，可知其解離常數。薄層色譜pH法樣品用量較少，實驗設備簡單，但是實驗過程中要選擇合適的溶劑系統，要嚴格控制薄層板的pH並且配置不同pH的緩衝溶液繁瑣，因此未得到廣泛套用。