In chimica, un "tampone" è una soluzione che aggiungi a un'altra soluzione per bilanciare il suo pH, la sua acidità relativa o la sua alcalinità. Fai un tampone usando un acido o una base "debole" e la sua base o acido "coniugato", rispettivamente. Per determinare il pH di un tampone, o estrapolare dal suo pH la concentrazione di uno qualsiasi dei suoi componenti, è possibile eseguire una serie di calcoli basati sull'equazione di Henderson-Hasselbalch, nota anche come "buffer equazione."
Utilizzare l'equazione tampone per determinare il pH di una soluzione tampone acida, date determinate concentrazioni acido-base. L'equazione di Henderson-Hasselbalch è la seguente: pH = pKa + log ([A-]/[HA]), dove "pKa" è la costante di dissociazione, un numero unico per ciascun acido, "[A-]" rappresenta la concentrazione della base coniugata in moli per litro (M) e "[HA]" rappresenta la concentrazione dell'acido si. Ad esempio, si consideri un tampone che combina acido carbonico 2,3 M (H2CO3) con ione carbonato idrogeno 0,78 M (HCO3-). Consultare una tabella pKa per vedere che l'acido carbonico ha un pKa di 6,37. Inserendo questi valori nell'equazione, si vede che pH = 6,37 + log (.78/2,3) = 6,37 + log (.339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Calcolare il pH di una soluzione tampone alcalina (o basica). Puoi riscrivere l'equazione di Henderson-Hasselbalch per le basi: pOH = pKb + log ([B+]/[BOH]), dove "pKb" è la base costante di dissociazione, "[B+]" sta per la concentrazione dell'acido coniugato di una base e "[BOH]" è la concentrazione di la base. Si consideri un tampone che combina 4,0 M di ammoniaca (NH3) con 1,3 M di ione ammonio (NH4+). Consultare una tabella pKb per individuare il pKb dell'ammoniaca, 4,75. Utilizzando l'equazione del tampone, determinare che pOH = 4,75 + log (1,3/4,0) = 4,75 + log (0,325) = 4,75 + (-,488) = 4,6. Ricorda che pOH = 14 - pH, quindi pH = 14 -pOH = 14 - 4,6 = 9,4.
Determinare la concentrazione di un acido debole (o della sua base coniugata), dati il suo pH, pKa e la concentrazione dell'acido debole (o la sua base coniugata). Tenendo presente che puoi riscrivere un "quoziente" di logaritmi, ad es. log (x/y)--come log x - log y, riscrivi l'equazione di Henderson Hasselbalch come pH = pKa + log [A-] - log [HA]. Se hai un tampone di acido carbonico con un pH di 6,2 che sai essere fatto con 1,37 M di bicarbonato, calcola il suo [HA] come segue: 6,2 = 6,37 + log (1,37) - log[HA] = 6,37 + 0,137 - log[HA]. In altre parole log[HA] = 6,37 - 6,2 + 0,137 = 0,307. Calcola [HA] prendendo il "log inverso" (10^x sulla tua calcolatrice) di .307. La concentrazione di acido carbonico è quindi 2,03 M.
Calcolare la concentrazione di una base debole (o del suo acido coniugato), dati il suo pH, pKb e la concentrazione dell'acido debole (o della sua base coniugata). Determinare la concentrazione di ammoniaca in un tampone di ammoniaca con pH di 10,1 e concentrazione di ioni ammonio di .98 M, tenendo presente che l'equazione di Henderson Hasselbalch funziona anche per le basi, a patto che tu usi pOH invece di pH. Converti il tuo pH in pOH come segue: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Quindi, collega i tuoi valori al tampone alcalino equazione "pOH = pKb + log[B+] - log [BOH]" come segue: 3,9 = 4,75 + log[,98] - log[BOH] = 4,75 + (-0,009) - log[BOH]. Poiché log[BOH] = 4,75 - 3,9 - 0,009 = 0,841, la concentrazione di ammoniaca è l'inverso log (10^x) o 0,841, o 6,93 M.