В химията "буфер" е разтвор, който добавяте към друг разтвор, за да балансирате неговото рН, относителната му киселинност или алкалността. Правите буфер, използвайки съответно "слаба" киселина или основа и нейната "конюгирана" основа или киселина. За да определите pH на буфера - или да екстраполирате от неговото pH концентрацията на някой от неговите компоненти - можете направете серия от изчисления въз основа на уравнението на Хендерсън-Хаселбалх, което е известно още като "буфер уравнение. "
Използвайте буферното уравнение, за да определите pH на киселинен буферен разтвор, при определени киселинно-алкални концентрации. Уравнението на Хендерсън-Хаселбалх е както следва: pH = pKa + log ([A -] / [HA]), където "pKa" е константата на дисоциация, число, уникално за всяка киселина, "[A-]" представлява концентрацията на конюгирана основа в молове на литър (M) и "[HA]" представлява концентрацията на киселината себе си. Например, помислете за буфер, който комбинира 2,3 М въглеродна киселина (H2CO3) с .78 M хидрогенкарбонатен йон (HCO3-). Консултирайте се с pKa таблица, за да видите, че въглената киселина има pKa 6,37. Включвайки тези стойности в уравнението, виждате, че рН = 6,37 + log (.78 / 2,3) = 6,37 + log (.339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Изчислете рН на алкален (или основен) буферен разтвор. Можете да пренапишете уравнението на Хендерсън-Хаселбалх за основи: pOH = pKb + log ([B +] / [BOH]), където "pKb" е основата константа на дисоциация, "[B +]" означава концентрацията на конюгираната киселина на базата, а "[BOH]" е концентрацията на базата. Помислете за буфер, който комбинира 4.0 M амоняк (NH3) с 1.3 M амониев йон (NH4 +). Консултирайте се с pKb таблица, за да намерите pKb на амоняка, 4.75. Използвайки уравнението на буфера, определете, че pOH = 4.75 + log (1.3 / 4.0) = 4.75 + log (.325) = 4.75 + (-.488) = 4.6. Не забравяйте, че pOH = 14 - pH, така че pH = 14 -pOH = 14 - 4.6 = 9.4.
Определете концентрацията на слаба киселина (или нейната конюгирана основа), като се има предвид нейното pH, pKa и концентрацията на слабата киселина (или нейната конюгирана основа). Имайки предвид, че можете да пренапишете „коефициент“ на логаритми - т.е. log (x / y) - като log x - log y, пренапишете уравнението на Henderson Hasselbalch като pH = pKa + log [A-] - log [HA]. Ако имате буфер за въглена киселина с рН 6,2, за който знаете, че е направен с 1,37 М хидрогенкарбонат, изчислете неговото [HA], както следва: 6,2 = 6,37 + log (1,37) - log [HA] = 6,37 + .137 - дневник [HA]. С други думи log [HA] = 6.37 - 6.2 + .137 = .307. Изчислете [HA], като вземете „обратния дневник“ (10 ^ x на вашия калкулатор) от .307. По този начин концентрацията на въглена киселина е 2,03 М.
Изчислява се концентрацията на слаба основа (или нейната конюгирана киселина), като се има предвид нейното pH, pKb и концентрацията на слабата киселина (или нейната конюгирана основа). Определете концентрацията на амоняк в амонячен буфер с рН 10,1 и концентрация на амониев йон от .98 М, имайки предвид, че уравнението на Хендерсън Хаселбалх работи и за основи - стига да използвате pOH вместо рН. Преобразувайте вашето pH в pOH, както следва: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. След това включете вашите стойности към алкалния буфер уравнение "pOH = pKb + log [B +] - log [BOH]", както следва: 3.9 = 4.75 + log [.98] - log [BOH] = 4.75 + (-0.009) - log [BOH]. Тъй като log [BOH] = 4.75 - 3.9 - .009 = .841, концентрацията на амоняк е обратният log (10 ^ x) или .841, или 6.93 M.