Στη χημεία, ένα "ρυθμιστικό διάλυμα" είναι μια λύση που προσθέτετε σε ένα άλλο διάλυμα προκειμένου να εξισορροπήσετε το pH του, τη σχετική οξύτητά του ή την αλκαλικότητά του. Κάνετε ένα ρυθμιστικό χρησιμοποιώντας ένα "ασθενές" οξύ ή βάση και τη "συζυγή" βάση ή οξύ του, αντίστοιχα. Για να προσδιορίσετε το pH ενός ρυθμιστικού - ή να υπολογίσετε από το pH του τη συγκέντρωση οποιουδήποτε από τα συστατικά του - μπορείτε Κάντε μια σειρά υπολογισμών με βάση την εξίσωση Henderson-Hasselbalch, η οποία είναι επίσης γνωστή ως "buffer εξίσωση."
Χρησιμοποιήστε την εξίσωση ρυθμιστικού για να προσδιορίσετε το ρΗ ενός όξινου ρυθμιστικού διαλύματος, λαμβάνοντας υπόψη ορισμένες συγκεντρώσεις οξέος-βάσης. Η εξίσωση Henderson-Hasselbalch έχει ως εξής: pH = pKa + log ([A -] / [HA]), όπου "pKa" είναι η σταθερά διαχωρισμού, ένας αριθμός μοναδικός για κάθε οξύ, "[Α-]" αντιπροσωπεύει τη συγκέντρωση της συζευγμένης βάσης σε γραμμομόρια ανά λίτρο (Μ) και "[ΗΑ]" αντιπροσωπεύει τη συγκέντρωση του οξέος εαυτό. Για παράδειγμα, σκεφτείτε ένα ρυθμιστικό που συνδυάζει 2,3 Μ ανθρακικό οξύ (H2CO3) με 0,78 Μ όξινο ανθρακικό ιόν (HCO3-). Συμβουλευτείτε έναν πίνακα pKa για να δείτε ότι το ανθρακικό οξύ έχει pKa 6,37. Συνδέοντας αυτές τις τιμές στην εξίσωση, βλέπετε ότι το pH = 6,37 + log (0,78 / 2,3) = 6,37 + log (.339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Υπολογίστε το ρΗ ενός αλκαλικού (ή βασικού) ρυθμιστικού διαλύματος. Μπορείτε να ξαναγράψετε την εξίσωση Henderson-Hasselbalch για βάσεις: pOH = pKb + log ([B +] / [BOH]), όπου "pKb" είναι η βάση σταθερά διάστασης, "[B +]" σημαίνει τη συγκέντρωση του συζυγούς οξέος μιας βάσης και το "[BOH]" είναι η συγκέντρωση του η βάση. Εξετάστε ένα ρυθμιστικό που συνδυάζει 4,0 Μ αμμωνία (NH3) με 1,3 Μ ιόντων αμμωνίου (NH4 +), Συμβουλευτείτε έναν πίνακα pKb για να εντοπίσετε το pKb της αμμωνίας, 4,75. Χρησιμοποιώντας την εξίσωση buffer, προσδιορίστε ότι pOH = 4,75 + log (1,3 / 4,0) = 4,75 + log (.325) = 4,75 + (-,488) = 4,6. Θυμηθείτε ότι pOH = 14 - pH, έτσι pH = 14 - pOH = 14 - 4,6 = 9,4.
Προσδιορίστε τη συγκέντρωση ενός ασθενούς οξέος (ή τη βάση του συζεύγματος), δεδομένου του pH, του pKa και της συγκέντρωσης του ασθενούς οξέος (ή της βάσης του συζυγούς του). Λάβετε υπόψη ότι μπορείτε να ξαναγράψετε ένα "πηλίκο" λογαρίθμων - δηλ. log (x / y) - ως log x - log y, ξαναγράψτε την εξίσωση Henderson Hasselbalch ως pH = pKa + log [A-] - log [HA]. Εάν έχετε ρυθμιστικό διάλυμα ανθρακικού οξέος με pH 6,2 που γνωρίζετε ότι είναι κατασκευασμένο με όξινο ανθρακικό 1,37 M, υπολογίστε το [HA] ως εξής: 6.2 = 6.37 + log (1.37) - log [HA] = 6.37 + .137 log [HA]. Με άλλα λόγια log [HA] = 6.37 - 6.2 + .137 = .307. Υπολογίστε το [HA] λαμβάνοντας το "αντίστροφο ημερολόγιο" (10 ^ x στον υπολογιστή σας) 0,307. Η συγκέντρωση του ανθρακικού οξέος είναι έτσι 2,03 Μ.
Υπολογίστε τη συγκέντρωση μιας αδύναμης βάσης (ή του συζυγούς οξέος της), δεδομένου του pH, pKb και της συγκέντρωσης του αδύναμου οξέος (ή της συζευγμένης βάσης του). Προσδιορίστε τη συγκέντρωση αμμωνίας σε ρυθμιστικό διάλυμα αμμωνίας με pH 10,1 και συγκέντρωση ιόντων αμμωνίου 0,98 M, έχοντας υπόψη ότι η εξίσωση Henderson Hasselbalch λειτουργεί επίσης για βάσεις - εφ 'όσον χρησιμοποιείτε pOH αντί pH. Μετατρέψτε το pH σας σε pOH ως εξής: pOH = 14 - pH = 14 - 10.1 = 3.9. Στη συνέχεια, συνδέστε τις τιμές σας στο αλκαλικό buffer εξίσωση "pOH = pKb + log [B +] - log [BOH]" ως εξής: 3,9 = 4,75 + log [.98] - log [BOH] = 4,75 + (-0,009) - log [BOH]. Δεδομένου ότι log [BOH] = 4,75 - 3,9 - .009 = .841, η συγκέντρωση της αμμωνίας είναι το αντίστροφο αρχείο καταγραφής (10 ^ x) ή .841, ή 6,93 M.