В химии «буфер» - это раствор, который вы добавляете к другому раствору, чтобы сбалансировать его pH, его относительную кислотность или его щелочность. Вы делаете буфер, используя «слабую» кислоту или основание и их «конъюгированное» основание или кислоту соответственно. Чтобы определить pH буфера или экстраполировать из его pH концентрацию любого из его компонентов, вы можете произвести серию вычислений на основе уравнения Хендерсона-Хассельбаха, которое также известно как "буфер" уравнение."
Используйте уравнение буфера для определения pH кислотного буферного раствора с учетом определенных кислотно-щелочных концентраций. Уравнение Хендерсона-Хассельбаха выглядит следующим образом: pH = pKa + log ([A -] / [HA]), где «pKa» - константа диссоциации, число, уникальное для для каждой кислоты «[A-]» представляет концентрацию конъюгированного основания в молях на литр (M), а «[HA]» представляет концентрацию кислоты. сам. Например, рассмотрим буфер, который объединяет 2,3 М угольную кислоту (H2CO3) с 0,78 М гидрокарбонат-ионом (HCO3-). Обратитесь к таблице pKa, чтобы узнать, что pKa угольной кислоты составляет 6,37. Подставляя эти значения в уравнение, вы видите, что pH = 6,37 + log (0,78 / 2,3) = 6,37 + log (0,339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Рассчитайте pH щелочного (или основного) буферного раствора. Вы можете переписать уравнение Хендерсона-Хассельбаха для оснований: pOH = pKb + log ([B +] / [BOH]), где «pKb» - основание константа диссоциации, «[B +]» обозначает концентрацию сопряженной кислоты основания, а «[BOH]» обозначает концентрацию база. Рассмотрим буфер, который объединяет 4,0 M аммиака (NH3) с 1,3 M ионом аммония (NH4 +). Обратитесь к таблице pKb, чтобы найти pKb аммиака, 4,75. Используя уравнение буфера, определите, что pOH = 4,75 + log (1,3 / 4,0) = 4,75 + log (0,325) = 4,75 + (-,488) = 4,6. Помните, что pOH = 14 - pH, поэтому pH = 14 -pOH = 14 - 4,6 = 9,4.
Определите концентрацию слабой кислоты (или ее сопряженного основания), учитывая ее pH, pKa и концентрацию слабой кислоты (или ее сопряженного основания). Имея в виду, что вы можете переписать "частное" логарифмов, т.е. log (x / y) - как log x - log y, перепишите уравнение Хендерсона Хассельбаха в виде pH = pKa + log [A-] - log [HA]. Если у вас есть буфер угольной кислоты с pH 6,2, который, как вы знаете, состоит из 1,37 M гидрокарбоната, вычислите его [HA] следующим образом: 6,2 = 6,37 + log (1,37) - log [HA] = 6,37 + 0,137 - журнал [HA]. Другими словами, log [HA] = 6,37 - 6,2 + 0,137 = 0,307. Вычислите [HA], взяв «обратный логарифм» (10 ^ x на вашем калькуляторе) 0,307. Таким образом, концентрация угольной кислоты составляет 2,03 М.
Рассчитайте концентрацию слабого основания (или его сопряженной кислоты), учитывая его pH, pKb и концентрацию слабой кислоты (или сопряженной с ней кислоты). Определите концентрацию аммиака в аммиачном буфере с pH 10,1 и концентрацией ионов аммония 0,98. M, имея в виду, что уравнение Хендерсона-Хассельбаха также работает для оснований - если вы используете pOH вместо pH. Преобразуйте pH в pOH следующим образом: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Затем вставьте свои значения в щелочной буфер. уравнение «pOH = pKb + log [B +] - log [BOH]» следующим образом: 3,9 = 4,75 + log [.98] - log [BOH] = 4,75 + (-0,009) - log [BOH]. Поскольку log [BOH] = 4,75 - 3,9 - 0,009 = 0,841, концентрация аммиака является обратным логарифмом (10 ^ x) или 0,841, или 6,93 М.