生物化学中pKa值是什么？它有什么意义？

Question

我想问下生物化学中pKa值是什么？它有什么意义？比如说HAC的pka值为4.76 这个值是怎么得出来的?是一表还是求出来的? 求牛者赐教!!

Answer 1

酸度系数=pKa酸度系数，又名酸离解常数，代号Ka值，在化学及生物化学中，是指一个特定的平衡常数，以代表一种酸离解氢离子的能力。该平衡状况是指由一种酸（HA）中，将氢离子（即一粒质子）转移至水（H2O）。水的浓度（[H2O]）是不会在系数中显示的。离解的化学反应为：
　　平衡状况亦会以氢离子来表达，反映出酸质子理论：
　　平衡常数的方程式为：
　　由於在不同的酸这个常数会有所不同，所以酸度系数会以常用对数的加法逆元，以符号pKa，来表示：
　　一般来说，较大的Ka值（或较少的pKa值）代表较强的酸，这是由於在同一的浓度下，离解的能力较强。
　　利用酸度系数，可以容易的计算酸的浓度、共轭碱、质子及氢氧离子。如一种酸是部份中和，Ka值是可以用来计算出缓冲溶液的pH值。在亨德森-哈塞尔巴尔赫方程亦可得出以上结论。　
　　 酸度系数与碱度系数的关系
　　　由於HA与A的电离作用就等同於水的自我离子化，酸度系数与碱度系数的积就相等於水的离解常数（Kw），在25℃下即1.0 × 10。
　　由於Ka与Kb的积是一常数，较强的酸即代表较弱的共轭碱；较弱的酸，则代表较强的共轭碱。
　　 影响酸碱强度的因素
　　　作为一个平衡常数，酸度系数Ka是以反应物与化合物，更准确的应是质子化状态（AH）与脱质子化状态（A）的自由能差ΔG°来计算。分子的相互作用偏向脱质子化状态时会提升Ka值（因[A]与[AH]的比增加），或是降低pKa值。相反的，分子作用偏向质子化状态时，Ka值会下降，或提升pKa值。
　　举例假设AH在质子化状态下释放一个氢键给原子X，这个氢键在脱质子化状态下是欠缺的。因质子化状态有著氢键的优势，pKa值随之而上升（Ka下降）。pKa值的转移量可以透过以下方程式从ΔG°的改变来计算：
　　其他的分子相互作用亦可以转移pKa值：只要在一个分子的滴定氢附近加入一个抽取电子的化学基（如氧、卤化物、氰基或甚至苯基），就能偏向脱质子化状态（当质子离解时须稳定馀下的电子）使pKa值下降。例如将次氯酸连续氧化，就能得出不断上升的Ka值：HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4。次氯酸（HClO）与过氯酸（HClO4）Ka值的差约为11个数量级（约11个pKa值的转移）。静电的相互作用亦可对平衡状态有所影响，负电荷的存在会影响带负电、脱质子化物质的形成，从而提升了pKa值。这即是分子中的一组化学基的离子化，会影响另一组的pKa值。
　　富马酸及马来酸是pKa值转移的经典例子。它们两者都有相同的分子结构，以两组双键碳原子来分隔两组羧酸。富马酸是反式异构体，而马来酸则是顺式异构体。按照其对称性，有人会想这两个羧酸拥有同样约为4的pKa值。在富马酸可以说是接近的推论，它的pKa值约为3.5及4.5。相反，马来酸却有著约1.5及6.5的pKa值。这是因当其中一个羧酸脱质子化时，另一组却形成一强烈的氢键与它连合，整体上来说，这个改变偏向了脱质子化状态下接受氢键的羧酸（由约4降至1.5），及偏向质子化状态下放出氢键的羧酸（由约4上升至6.5）。
　　 pKa值的重要性
　　　pKa值会影响一物质的特徵，例如活跃性、水溶性及光谱性质。在生物化学上，蛋白质及胺基酸侧链的pKa值是对酶的活跃性及蛋白质的稳定性十分重要。
　　 一般物质的pKa值
　　　除了那些pKa值低於-1.76的物质，以下列出一般物质在25℃水下量度的pKa值：
　　- 25.00：氟锑酸 - 15.00：摩酸 - 10.00：氟硫酸 - 10.00：高氯酸 - 10.00：氢碘酸 - 9.00：氢溴酸 - 8.00：盐酸 - 3.00、1.99：硫酸 - 2.00：硝酸 - 1.76：水合氢离子 3.15：氢氟酸 3.60：碳酸 3.75：甲酸 4.04：抗坏血酸（维生素C） 4.19：琥珀酸 4.20：苯甲酸 4.63：苯胺* 4.74：醋酸 4.76：柠檬酸二氢根离子 5.21：吡啶* 6.40：柠檬酸一氢根离子 6.99：乙二胺* 7.00：硫化氢、咪唑*（作为酸） 7.50：次氯酸 9.25：氨* 9.33：苯甲胺* 9.81：三甲胺* 9.99：酚 10.08：乙二胺* 10.66：甲胺* 10.73：二甲胺* 10.81：乙胺* 11.01：三乙胺* 11.09：二乙胺* 11.65：过氧化氢 12.50：胍* 12.67：磷酸一氢根离子（磷酸盐） 14.58：咪唑（作为碱） - 19.00（pKb）：氨基化钠 37.00：二异丙基胺基锂（LDA） 45.00：丙烷 50.00：乙烷 *氨和胺基的数值是相应的氨离子的pKa值。

Answer 2

pKa值是酸的解离常数Ka值取以10为底的对数的负值，该值（pKa）越低，代表酸的酸性越强（对应的，其共轭碱碱性越弱）。HAC的pKa值，可以从Ka值算出（）亦可查表得出（因为各种书上附的数据表有的给出Ka值，有的给出pKa值，这要看具体情况具体分析）。至于Ka值，那就是试验得出的了。话说LS的，虽然不知道你从哪里刮来的这篇东西，感觉这个讲的太专业了，而且也没有切中LZ的问题，就这样拉一篇过来没有什么大的用处的。。。。。本回答被网友采纳