Zawartość
W chemii „bufor” jest roztworem dodawanym do innego roztworu w celu zrównoważenia jego pH, jego względnej kwasowości lub zasadowości. Bufor tworzy się, stosując odpowiednio „słaby” kwas lub zasadę i jego „sprzężoną” zasadę lub kwas. Aby określić pH buforów - lub ekstrapolować z jego pH stężenie dowolnego z jego składników - możesz wykonać serię obliczeń na podstawie równania Hendersona-Hasselbalcha, znanego również jako „równanie bufora”.
Użyj równania buforu, aby określić pH kwaśnego roztworu buforowego, biorąc pod uwagę pewne stężenia kwasowo-zasadowe. Równanie Hendersona-Hasselbalcha wygląda następująco: pH = pKa + log (/), gdzie „pKa” jest stałą dysocjacji, liczbą unikalną dla każdego kwasu, „” oznacza stężenie zasady sprzężonej w molach na litr (M) i „” oznacza stężenie samego kwasu. Weźmy na przykład bufor, który łączy 2,3 M kwasu węglowego (H2CO3) z 0,78 M jonem wodorowęglanowym (HCO3-). Sprawdź tabelę pKa, aby zobaczyć, że kwas węglowy ma pKa wynoszącą 6,37. Po wpisaniu tych wartości do równania widać, że pH = 6,37 + log (0,78 / 2,3) = 6,37 + log (.339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Obliczyć pH alkalicznego (lub zasadowego) roztworu buforowego. Możesz przepisać równanie Hendersona-Hasselbalcha dla zasad: pOH = pKb + log (/), gdzie „pKb” oznacza stałą dysocjacji zasad, „” oznacza stężenie zasady sprzężonego kwasu, a „” oznacza stężenie zasady . Rozważ bufor, który łączy 4,0 M amoniaku (NH3) z 1,3 M jonu amonowego (NH4 +). Skorzystaj z tabeli pKb, aby znaleźć amoniaki pKb, 4,75. Za pomocą równania bufora ustal, że pOH = 4,75 + log (1,3 / 4,0) = 4,75 + log (.325) = 4,75 + (-488) = 4,6. Pamiętaj, że pOH = 14 - pH, więc pH = 14-OH = 14 - 4,6 = 9,4.
Określić stężenie słabego kwasu (lub jego sprzężonej zasady), biorąc pod uwagę jego pH, pKa i stężenie słabego kwasu (lub jego sprzężonej zasady). Pamiętając, że można przepisać „iloraz” logarytmów - tj. log (x / y) - jako log x - log y, przepisz równanie Hendersona Hasselbalcha jako pH = pKa + log - log. Jeśli masz bufor kwasu węglowego o pH 6,2, o którym wiesz, że jest wykonany z 1,37 M wodorowęglanu, oblicz go w następujący sposób: 6,2 = 6,37 + log (1,37) - log = 6,37 + .137 - log. Innymi słowy log = 6,37 - 6,2 + .137 = .307. Oblicz, biorąc „dziennik odwrotny” (10 ^ x na kalkulatorze) z .307.Stężenie kwasu węglowego wynosi zatem 2,03 M.
Obliczyć stężenie słabej zasady (lub jej sprzężonego kwasu), biorąc pod uwagę jej pH, pKb i stężenie słabego kwasu (lub jego sprzężonej zasady). Określić stężenie amoniaku w buforze amoniakowym o pH 10,1 i stężeniu jonu amonowego 0,98 M, pamiętając, że równanie Hendersona Hasselbalcha działa również na zasady - o ile używa się pOH zamiast pH. Przelicz pH na pOH w następujący sposób: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Następnie wprowadź swoje wartości do równania bufora alkalicznego „pOH = pKb + log - log” w następujący sposób: 3,9 = 4,75 + log - log = 4,75 + (-0,009) - log. Ponieważ log = 4,75 - 3,9 - .009 = .841, stężenie amoniaku jest logarytmem odwrotnym (10 ^ x) lub .841 lub 6,93 M.