Zawartość
pH i pKa są ważnymi parametrami rozwiązania w wielu obszarach chemii, w tym obliczeń obejmujących równowagę kwasowo-zasadową. pH jest uniwersalną miarą kwasowości, zdefiniowaną jako logarytm ujemny, do zasady 10 „stężenia jonów wodoru” w roztworze i jest wyrażana jako: pH = -log. Nawiasy oznaczają stężenie, a znak „+” oznacza ładunek jonu wodorowego. pKa jest logarytmem ujemnym w stosunku do zasady 10 „stałej dysocjacji” słabego kwasu. Na przykład zapisano dysocjację słabego kwasu „HA”: Ka = /, gdzie A- oznacza „sprzężoną zasadę” kwasu. Dlatego pKa = -log Ka. Każdy słaby kwas ma unikalną wartość pKa. Użyj równania Hendersona-Hasselbalcha, aby obliczyć pH roztworu buforowego, który jest roztworem słabego kwasu i jego sprzężonej zasady, gdy znane jest pKa kwasu. To równanie jest wyrażone: pH = pKa + log (/).
Załóżmy, że masz roztwór buforowy, który został przygotowany przez dodanie 25,0 ml 0,1 M roztworu wodorotlenku sodu (NaOH) do 75,0 ml 0,1 M roztworu kwasu octowego (CH3COOH), gdzie „M” oznacza stężenie molowe. Należy zauważyć, że kwas octowy reaguje z NaOH tworząc koniugat zasadowy, CH3C00H-, jak następuje: CH3COOH + NaOH = CH3C00- + Na + H20. Aby obliczyć pH, konieczne jest obliczenie ilości kwasu i sprzężonej zasady w roztworze buforowym po reakcji.
Obliczyć początkowe mole zasady i kwasu w roztworze buforowym. Na przykład mole NaOH = 25,0 ml x 0,1 mola / litr x 1 litr / 1000 ml = 0,0025 mola; CH3COOH = 75,0 ml x 0,10 mola / litr x 1 litr / 1000 ml = 0,0075 mola.
Należy zauważyć, że po zmieszaniu roztworów CH3COOH zużywa jony OH- (hydroksylowe) związane z NaOH, tak że pozostaje 0,0050 mola CH3COOH (kwas), 0,0025 mola CH3COO- (zasada) i 0 moli OH- .
Zamień pKa kwasu (4,74 na kwas octowy) oraz stężenia kwasu i zasady w równaniu Hendersona-Hasselbalcha, aby obliczyć pH roztworu buforowego. Na przykład pH = 4,74 + log (0,0025 / 0,005) = 4,74 + log 0,5 = 4,44.