Chemijoje „buferis“ yra tirpalas, kurį įdedate į kitą tirpalą, kad subalansuotumėte jo pH, santykinį rūgštingumą ar šarmingumą. Gaminate buferį naudodami atitinkamai „silpną“ rūgštį arba bazę ir jos „konjuguotą“ bazę arba rūgštį. Norėdami nustatyti buferio pH arba ekstrapoliuoti pagal jo pH bet kurio jo komponento koncentraciją, galite atlikite skaičiavimų seriją, remdamiesi Hendersono-Hasselbalcho lygtimi, kuri taip pat žinoma kaip „buferis“ lygtis “.
Naudokite buferinę lygtį, kad nustatytumėte rūgštinio buferinio tirpalo pH, atsižvelgiant į tam tikras rūgščių ir šarmų koncentracijas. Hendersono ir Hasselbalcho lygtis yra tokia: pH = pKa + log ([A -] / [HA]), kur „pKa“ yra disociacijos konstanta, unikalus skaičius kiekviena rūgštis „[A-]“ reiškia konjuguotos bazės koncentraciją moliais litre (M) ir „[HA]“ reiškia rūgšties koncentraciją pats. Pavyzdžiui, apsvarstykite buferį, kuriame sujungiama 2,3 M anglies rūgšties (H2CO3) ir 0,78 M vandenilio karbonato jono (HCO3-). Norėdami sužinoti, ar anglies rūgšties pKa yra 6,37, kreipkitės į pKa lentelę. Įtraukę šias reikšmes į lygtį pamatysite, kad pH = 6,37 + log (0,78 / 2,3) = 6,37 + log (0,339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Apskaičiuokite šarminio (arba bazinio) buferinio tirpalo pH. Galite perrašyti Hendersono ir Hasselbalcho lygtį bazėms: pOH = pKb + log ([B +] / [BOH]), kur „pKb“ yra bazės disociacijos konstanta, „[B +]“ reiškia bazės konjugato rūgšties koncentraciją, o „[BOH]“ yra pagrindas. Apsvarstykite buferį, kuriame yra 4,0 M amoniako (NH3) ir 1,3 M amonio jono (NH4 +). Norėdami sužinoti amoniako pKb, 4,75, kreipkitės į pKb lentelę. Naudodami buferinę lygtį nustatykite, kad pOH = 4,75 + log (1,3 / 4,0) = 4,75 + log (0,325) = 4,75 + (-488) = 4,6. Atminkite, kad pOH = 14 - pH, taigi pH = 14 -pOH = 14 - 4,6 = 9,4.
Nustatykite silpnos rūgšties (arba jos konjuguotos bazės) koncentraciją, atsižvelgiant į jos pH, pKa ir silpnosios rūgšties (arba jos konjugato bazės) koncentraciją. Turėdami omenyje, kad galite perrašyti logaritmų „koeficientą“ - t. log (x / y) - kaip log x - log y, perrašykite Hendersono Hasselbalcho lygtį kaip pH = pKa + log [A-] - log [HA]. Jei turite anglies rūgšties buferį, kurio pH yra 6,2, ir žinote, kad jis pagamintas iš 1,37 M vandenilio karbonato, apskaičiuokite jo [HA] taip: 6,2 = 6,37 + log (1,37) - log [HA] = 6,37 +, 137 rąstas [HA]. Kitaip tariant, log [HA] = 6,37 - 6,2 + 0,137 =, 307. Apskaičiuokite [HA], imdami .307 „atvirkštinį žurnalą“ (10 ^ x jūsų skaičiuoklėje). Anglies rūgšties koncentracija yra 2,03 M.
Apskaičiuokite silpnos bazės (arba jos konjuguotos rūgšties) koncentraciją, atsižvelgiant į jos pH, pKb ir silpnosios rūgšties (arba jos konjuguotos bazės) koncentraciją. Nustatykite amoniako koncentraciją amoniako buferyje, kurio pH yra 10,1, o amonio jonų koncentracija - 0,98 M, turint omenyje, kad Hendersono Hasselbalcho lygtis tinka ir bazėms - jei jūs naudojate pOH, o ne pH. Konvertuokite savo pH į pOH taip: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Tada prijunkite savo vertes prie šarminio buferio lygtis "pOH = pKb + log [B +] - log [BOH]" taip: 3,9 = 4,75 + log [, 98] - log [BOH] = 4,75 + (-0,009) - log [BOH]. Kadangi log [BOH] = 4,75 - 3,9 - 0,009 =, 841, amoniako koncentracija yra atvirkštinis log (10 ^ x) arba .841, arba 6,93 M.