In de scheikunde is een "buffer" een oplossing die je aan een andere oplossing toevoegt om de pH, de relatieve zuurgraad of de alkaliteit ervan in evenwicht te brengen. Je maakt een buffer met respectievelijk een "zwak" zuur of base en zijn "geconjugeerde" base of zuur. Om de pH van een buffer te bepalen - of uit de pH de concentratie van een van de componenten te extrapoleren - kun je maak een reeks berekeningen op basis van de Henderson-Hasselbalch-vergelijking, ook wel bekend als de "buffer" vergelijking."
Gebruik de buffervergelijking om de pH van een zure bufferoplossing te bepalen, gegeven bepaalde zuur-baseconcentraties. De Henderson-Hasselbalch-vergelijking is als volgt: pH = pKa + log ([A-]/[HA]), waarbij "pKa" de dissociatieconstante is, een getal dat uniek is voor elk zuur, "[A-]" staat voor de concentratie van de geconjugeerde base in mol per liter (M) en "[HA]" staat voor de concentratie van het zuur zelf. Beschouw bijvoorbeeld een buffer die 2,3 M koolzuur (H2CO3) combineert met 0,78 M waterstofcarbonaat-ion (HCO3-). Raadpleeg een pKa-tabel om te zien dat koolzuur een pKa van 6,37 heeft. Als je deze waarden in de vergelijking stopt, zie je dat pH = 6,37 + log (0,78/2,3) = 6,37 + log (0,339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Bereken de pH van een alkalische (of basische) bufferoplossing. U kunt de Henderson-Hasselbalch-vergelijking voor basen herschrijven: pOH = pKb + log ([B+]/[BOH]), waarbij "pKb" de basis is dissociatieconstante, "[B+]" staat voor de concentratie van het geconjugeerde zuur van een base en "[BOH]" is de concentratie van de basis. Overweeg een buffer die 4,0 M ammoniak (NH3) combineert met 1,3 M ammoniumion (NH4+). Raadpleeg een pKb-tabel om de pKb van ammoniak, 4,75, te lokaliseren. Bepaal met behulp van de buffervergelijking dat pOH = 4,75 + log (1,3/4,0) = 4,75 + log (0,325) = 4,75 + (-,488) = 4,6. Onthoud dat pOH = 14 - pH, dus pH = 14 -pOH = 14 - 4,6 = 9,4.
Bepaal de concentratie van een zwak zuur (of zijn geconjugeerde base), gegeven zijn pH, pKa en de concentratie van het zwakke zuur (of zijn geconjugeerde base). Houd er rekening mee dat u een "quotiënt" van logaritmen kunt herschrijven - d.w.z. log (x/y)--als log x - log y, herschrijf de Henderson Hasselbalch-vergelijking als pH = pKa + log [A-] - log [HA]. Als je een koolzuurbuffer hebt met een pH van 6,2 waarvan je weet dat die gemaakt is met 1,37 M waterstofcarbonaat, bereken dan de [HA] als volgt: 6,2 = 6,37 + log (1,37) - log[HA] = 6,37 + 0,137 - log[HA]. Met andere woorden log[HA] = 6,37 - 6,2 + 0,137 = 0,307. Bereken [HA] door het "inverse log" (10^x op uw rekenmachine) van .307 te nemen. De concentratie koolzuur is dus 2,03 M.
Bereken de concentratie van een zwakke base (of zijn geconjugeerde zuur), gegeven zijn pH, pKb en de concentratie van het zwakke zuur (of zijn geconjugeerde base). Bepaal de ammoniakconcentratie in een ammoniakbuffer met een pH van 10,1 en een ammoniumionconcentratie van 0,98 M, in gedachten houdend dat de Henderson Hasselbalch-vergelijking ook werkt voor basen - zolang je pOH gebruikt in plaats van pH. Converteer uw pH als volgt naar pOH: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Sluit vervolgens uw waarden aan op de alkalische buffer vergelijking "pOH = pKb + log[B+] - log [BOH]" als volgt: 3,9 = 4,75 + log[,98] - log[BOH] = 4,75 + (-0,009) - log[BOH]. Aangezien log[BOH] = 4.75 - 3.9 - .009 = .841, is de ammoniakconcentratie de inverse log (10^x) of .841, of 6.93 M.