În chimie, un „tampon” este o soluție pe care o adăugați la o altă soluție pentru a-i echilibra pH-ul, aciditatea relativă sau alcalinitatea acestuia. Faceți un tampon folosind un acid sau o bază „slabă” și respectiv baza „conjugată” sau acid. Pentru a determina pH-ul unui tampon - sau extrapola din pH-ul său concentrația oricăreia dintre componentele sale - puteți faceți o serie de calcule bazate pe ecuația Henderson-Hasselbalch, cunoscută și sub numele de „tampon ecuaţie."
Utilizați ecuația tampon pentru a determina pH-ul unei soluții tampon acide, având în vedere anumite concentrații acid-bazice. Ecuația Henderson-Hasselbalch este următoarea: pH = pKa + log ([A -] / [HA]), unde „pKa” este constanta de disociere, un număr unic pentru fiecare acid, „[A-]” reprezintă concentrația bazei conjugate în moli pe litru (M) și „[HA]” reprezintă concentrația acidului în sine. De exemplu, luați în considerare un tampon care combină acid carbonic 2,3 M (H2CO3) cu ion hidrogen carbonat (HCO3-) .78 M. Consultați un tabel pKa pentru a vedea că acidul carbonic are un pKa de 6,37. Conectând aceste valori la ecuație, vedeți că pH = 6,37 + log (, 78 / 2,3) = 6,37 + log (, 339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Calculați pH-ul unei soluții tampon alcaline (sau bazice). Puteți rescrie ecuația Henderson-Hasselbalch pentru baze: pOH = pKb + log ([B +] / [BOH]), unde „pKb” este baza constanta de disociere, "[B +]" reprezintă concentrația acidului conjugat al unei baze și "[BOH]" este concentrația de baza. Luați în considerare un tampon care combină amoniac 4,0 M (NH3) cu ion de amoniu 1,3 M (NH4 +), consultați un tabel pKb pentru a localiza pKb amoniac, 4,75. Folosind ecuația tampon, determinați că pOH = 4.75 + log (1.3 / 4.0) = 4.75 + log (.325) = 4.75 + (-.488) = 4.6. Amintiți-vă că pOH = 14 - pH, deci pH = 14 -pOH = 14 - 4,6 = 9,4.
Determinați concentrația unui acid slab (sau a bazei sale conjugate), având în vedere pH-ul, pKa și concentrația acidului slab (sau baza sa conjugată). Ținând cont de faptul că puteți rescrie un „coeficient” de logaritmi - adică. log (x / y) - ca log x - log y, rescrieți ecuația Henderson Hasselbalch ca pH = pKa + log [A-] - log [HA]. Dacă aveți un tampon de acid carbonic cu un pH de 6,2 despre care știți că este fabricat cu hidrogen carbonat 1,37 M, calculați [HA] acestuia după cum urmează: 6,2 = 6,37 + log (1,37) - log [HA] = 6,37 + .137 - log [HA]. Cu alte cuvinte log [HA] = 6,37 - 6,2 + .137 = .307. Calculați [HA] luând „jurnalul invers” (10 ^ x pe calculatorul dvs.) de .307. Concentrația de acid carbonic este astfel de 2,03 M.
Calculați concentrația unei baze slabe (sau a acidului său conjugat), având în vedere pH-ul, pKb și concentrația acidului slab (sau baza sa conjugată). Determinați concentrația de amoniac într-un tampon de amoniac cu pH de 10,1 și concentrația de ioni de amoniu de 0,98 M, ținând cont de faptul că ecuația Henderson Hasselbalch funcționează și pentru baze - atâta timp cât utilizați pOH în loc de pH. Convertiți pH-ul în pOH după cum urmează: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Apoi, conectați valorile la tamponul alcalin ecuația "pOH = pKb + log [B +] - log [BOH]" după cum urmează: 3.9 = 4.75 + log [.98] - log [BOH] = 4.75 + (-0.009) - log [BOH]. Deoarece log [BOH] = 4.75 - 3.9 - .009 = .841, concentrația de amoniac este logul invers (10 ^ x) sau .841, sau 6.93 M.