Die Ionisierungskonstante, auch Säure- oder Basen-Ionisierungskonstante genannt, ist eine mathematische Konstante, die in der Chemie verwendet wird, um den Säure- oder Basizitätsgehalt einer Lösung zu messen. Säuren und Basen sind chemische Verbindungen, die beim Auflösen in Wasser ganz oder teilweise in ihre Bestandteile zerfallen. Sie ionisieren oder zerfallen in positiv und negativ geladene Atome oder Moleküle, die als Ionen bezeichnet werden. Je vollständiger eine Säure oder Base zerfällt, desto saurer oder basischer wird ihre Lösung und desto höher ist ihre Säure- oder Basen-Ionisationskonstante.
Säuren und Basen können in zwei Kategorien eingeteilt werden: starke Säuren und Basen und schwache Säuren und Basen. Starke Säuren und Basen dissoziieren in einer Lösung vollständig in ihre konstituierenden Ionen, schwache Säuren und Basen jedoch nicht. Eine schwache Säure wie Essigsäure dissoziiert in Wasser nur teilweise in Ionen und kann sich in Lösung zu Molekülen umwandeln.
Bei der Reaktion mit Wasser löst sich Essigsäure auf und bildet sich ständig neu, so dass sich die Konzentration eines Stoffes in der Lösung nicht ändert. Ein Wasserstoffatom bricht das Essigsäuremolekül ab, um sich mit Wasser zu verbinden und ein Hydroniumion zu bilden, wobei ein Acetat-Ion zurückbleibt. Da diese Reaktion reversibel ist und in beide Richtungen verlaufen kann, ändern sich die jeweiligen Konzentrationen von Hydronium, Acetat und Essigsäure im Laufe der Zeit nicht. Das System befindet sich im dynamischen Gleichgewicht.
Die Ionisationskonstante ist eine spezielle Art von Gleichgewichtskonstante, die verwendet wird, um eine Situation zu beschreiben, in der eine schwache Säure oder Base ein Gleichgewicht erreicht hat. Wie andere Arten von Gleichgewichtskonstanten wird sie anhand der Konzentration jeder chemischen Komponente in der Lösung im Gleichgewicht berechnet. Konzentrationen werden in Mol angegeben, einer Einheit, die in der Chemie verwendet wird, um die Menge einer chemischen Substanz zu quantifizieren.
Bei der Bestimmung der Ionisationskonstante einer schwachen Säure werden die Konzentrationen der beiden ionischen Komponenten der Säure multipliziert und das Produkt dann durch die Konzentration der molekularen Säure in Lösung dividiert. Bei Essigsäure würde beispielsweise die Konzentration der Hydroniumionen mit der Konzentration der Acetationen multipliziert. Das Produkt würde dann durch die Konzentration der vollständigen Essigsäuremoleküle geteilt. Diese letzte Zahl ist die Ionisationskonstante.
Ionisationskonstanten können sehr stark variieren, daher bevorzugen Wissenschaftler oft eine logarithmische Skala, eine mathematische Umrechnung basierend auf Faktoren von zehn, um den Wert zu messen. Die modifizierte Ionisationskonstantenzahl ist gleich dem negativen Logarithmus des ursprünglichen Wertes. Die Verwendung von Faktoren von zehn hat den Vorteil, dass die Messung in einen kleineren Maßstab umgewandelt wird, so dass beispielsweise die modifizierten Ionisationskonstanten von Säuren auf diese Weise nur von etwa -2 bis 12 variieren, anstatt einen viel breiteren Bereich zu umfassen Spektrum von Zahlenwerten.