I kemi er en "buffer" en opløsning, du tilføjer til en anden opløsning for at afbalancere dens pH, dens relative surhed eller dens alkalinitet. Du laver en buffer ved hjælp af henholdsvis en "svag" syre eller base og dens "konjugerede" base eller syre. For at bestemme en buffers pH - eller ekstrapolere fra dens pH koncentrationen af en af dens komponenter - kan du lav en række beregninger baseret på Henderson-Hasselbalch ligningen, som også er kendt som "buffer ligning. "
Brug bufferligningen til at bestemme pH-værdien i en sur bufferopløsning, givet visse syrebasekoncentrationer. Henderson-Hasselbalch ligningen er som følger: pH = pKa + log ([A -] / [HA]), hvor "pKa" er dissociationskonstanten, et tal unikt for hver syre, "[A-]" repræsenterer koncentrationen af konjugatbase i mol pr. liter (M) og "[HA]" repræsenterer koncentrationen af syren sig selv. Overvej for eksempel en buffer, der kombinerer 2,3 M kulsyre (H2CO3) med 0,78 M hydrogencarbonation (HCO3-). Se en pKa-tabel for at se, at kulsyre har en pKa på 6,37. Tilslutning af disse værdier til ligningen ser du, at pH = 6,37 + log (.78 / 2,3) = 6,37 + log (.339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Beregn pH for en alkalisk (eller basisk) bufferopløsning. Du kan omskrive Henderson-Hasselbalch-ligningen for baser: pOH = pKb + log ([B +] / [BOH]), hvor "pKb" er basens dissociationskonstant, "[B +]" står for koncentrationen af en bases konjugatsyre, og "[BOH]" er koncentrationen af basen. Overvej en buffer, der kombinerer 4,0 M ammoniak (NH3) med 1,3 M ammoniumion (NH4 +), se en pKb-tabel for at lokalisere ammoniakens pKb, 4,75. Brug pufferligningen til at bestemme, at pOH = 4,75 + log (1,3 / 4,0) = 4,75 + log (, 325) = 4,75 + (-.488) = 4,6. Husk at pOH = 14 - pH, så pH = 14 -pOH = 14 - 4.6 = 9.4.
Bestem koncentrationen af en svag syre (eller dens konjugatbase), givet dens pH, pKa og koncentrationen af den svage syre (eller dens konjugatbase). Husk at du kan omskrive en "kvotient" af logaritmer - dvs. log (x / y) - som log x - log y, omskriv Henderson Hasselbalch-ligningen som pH = pKa + log [A-] - log [HA]. Hvis du har en kulsyrebuffer med en pH-værdi på 6,2, som du ved er lavet med 1,37 M hydrogencarbonat, skal du beregne dens [HA] som følger: 6,2 = 6,37 + log (1,37) - log [HA] = 6,37 + .137 - log [HA]. Med andre ord log [HA] = 6,37 - 6,2 + .137 = .307. Beregn [HA] ved at tage den "inverse log" (10 ^ x på din lommeregner) på .307. Koncentrationen af kulsyre er således 2,03 M.
Beregn koncentrationen af en svag base (eller dens konjugatsyre), givet dens pH, pKb og koncentrationen af den svage syre (eller dens konjugatbase). Bestem koncentrationen af ammoniak i en ammoniakbuffer med en pH-værdi på 10,1 og en ammoniumionkoncentration på 0,98 M, idet man husker, at ligningen Henderson Hasselbalch også fungerer for baser - så længe du bruger pOH i stedet for pH. Konverter din pH til pOH som følger: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Tilslut derefter dine værdier til den alkaliske buffer ligning "pOH = pKb + log [B +] - log [BOH]" som følger: 3,9 = 4,75 + log [.98] - log [BOH] = 4,75 + (-0,009) - log [BOH]. Da log [BOH] = 4,75 - 3,9 - .009 = .841, er koncentrationen af ammoniak den omvendte log (10 ^ x) eller .841 eller 6,93 M.
