pKa SUBSTANCJI

Paulina Włodarska,

Iwona Sudoł

Czym jest pKa?

• jest miarą mocy kwasu 
• jest ujemnym logarytmem z K

a

 

pK

a

 = –log[K

a

] 

A czym jest K

a

?

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. 
Stałą równowagi tej reakcji zapisać można 
następującym wzorem:

W wodzie, kwasy ulegają dysocjacji zgodnie z 
poniższym (uproszczonym) równaniem:

• 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 pKa 

substancji 

leczniczych?

Wchłanianie jest regulowane 

przez pKa leku 

Alkalizacja pH w świetle pozostawionej części żołądka po 
zabiegu gastrektomii (usunięcie żołądka) wpływa na wzrost 
stopnia jonizacji słabych kwasów i spadek pKa słabych 
zasad. Stała dysocjacji jest to taka wartość pH, przy której 
liczba cząsteczek zjonizowanych danego związku jest 
równa liczbie cząsteczek niezjonizowanych.

Wartości stałej dysocjacji pKa 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 (pKa 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 (pKa 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. 

Aby uzyskać jak największą biodostępność 
hydroksykwasów i zwiększyć efektywność 
działania preparatu należy zastosować pH 
niższe od pKa danego kwasu. W praktyce 
kosmetycznej oceniając skuteczność i możliwości 
terapeutyczne preparatu służącego do eksfoliacji 
należy zwrócić uwagę na jego pH i odnieść ją do pKa 
danego 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.  

Wyznaczanie pK

a

 jest przydatne przy 

identyfikacji substancji leczniczej

Przykład – SULFONAMIDY
Charakter zasadowy nadaje im nie 
podstawiona grupa aminowa przy pierścieniu 
aromatycznym (pKb =11,64-12,3), natomiast 
charakter kwasowy – ugrupowanie 
sulfonamidowe (dla większości związków pKa = 
6,5-7,5). Sulfaguanidyna, posiadająca 
ugrupowanie sulfaguanidynowe zamiast 
sulfonamidowego, jest praktycznie pozbawiona 
własności kwasowych (pKa = 12,05).