V chémii je „tlmivý roztok“ roztok, ktorý pridáte do iného roztoku na vyrovnanie jeho pH, relatívnej kyslosti alebo zásaditosti. Pufr pripravíte pomocou „slabej“ kyseliny alebo bázy a jej „konjugovanej“ bázy alebo kyseliny. Môžete určiť pH pufra - alebo extrapolovať z jeho pH koncentráciu ktorejkoľvek z jeho zložiek - môžete vykonať sériu výpočtov na základe Hendersonovej-Hasselbalchovej rovnice, ktorá je tiež známa ako „nárazník“. rovnica. “
Použite tlmivú rovnicu na stanovenie pH kyslého tlmivého roztoku pri daných určitých koncentráciách kyseliny a bázy. Henderson-Hasselbalchova rovnica je nasledovná: pH = pKa + log ([A -] / [HA]), kde „pKa“ je disociačná konštanta, číslo jedinečné pre každá kyselina „[A-]“ predstavuje koncentráciu konjugovanej bázy v móloch na liter (M) a „[HA]“ predstavuje koncentráciu kyseliny sám. Zvážte napríklad pufer, ktorý kombinuje 2,3 M kyselinu uhličitú (H2CO3) s 0,78 M hydrogénuhličitanovým iónom (HCO3-). Podľa tabuľky pKa zistite, že kyselina uhličitá má pKa 6,37. Zapojením týchto hodnôt do rovnice uvidíte, že pH = 6,37 + log (0,78 / 2,3) = 6,37 + log (0,339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Vypočítajte pH alkalického (alebo zásaditého) tlmivého roztoku. Henderson-Hasselbalchovu rovnicu môžete prepísať pre bázy: pOH = pKb + log ([B +] / [BOH]), kde „pKb“ je báza disociačná konštanta, „[B +]“ znamená koncentráciu bázickej konjugovanej kyseliny a „[BOH]“ je koncentrácia základ. Zvážte pufer, ktorý kombinuje 4,0 M amoniak (NH3) s 1,3 M amónnym iónom (NH4 +). Podľa tabuľky pKb vyhľadajte pKb amoniaku, 4,75. Pomocou rovnice tlmivého roztoku určíme, že pOH = 4,75 + log (1,3 / 4,0) = 4,75 + log (0,325) = 4,75 + (-488) = 4,6. Pamätajte, že pOH = 14 - pH, takže pH = 14 -pOH = 14 - 4,6 = 9,4.
Stanovte koncentráciu slabej kyseliny (alebo jej konjugovanej bázy) vzhľadom na jej pH, pKa a koncentráciu slabej kyseliny (alebo jej konjugovanej bázy). Nezabudnite, že môžete prepísať „kvocient“ logaritmov - t.j. log (x / y) - ako log x - log y, prepíšte Hendersonovu Hasselbalchovu rovnicu ako pH = pKa + log [A-] - log [HA]. Ak máte tlmivý roztok s kyselinou uhličitou s pH 6,2, o ktorom viete, že je vyrobený z 1,37 M hydrogenuhličitanu, vypočítajte jeho [HA] takto: 6,2 = 6,37 + log (1,37) - log [HA] = 6,37 +, 137 - log [HA]. Inými slovami log [HA] = 6,37 - 6,2 + 0,137 = 0,307. Vypočítajte [HA] tak, že použijete „inverzný denník“ (10 ^ x na kalkulačke) 0,307. Koncentrácia kyseliny uhličitej je teda 2,03 M.
Vypočítajte koncentráciu slabej zásady (alebo jej konjugovanej kyseliny) vzhľadom na jej pH, pKb a koncentráciu slabej kyseliny (alebo jej konjugovanej kyseliny). Stanovte koncentráciu amoniaku v amoniakálnom tlmivom roztoku s pH 10,1 a koncentráciou amónneho iónu 0,98 M, nezabúdajme, že Hendersonova Hasselbalchova rovnica funguje aj pre bázy - pokiaľ namiesto nich použijete pOH pH. Konvertujte svoje pH na pOH nasledovne: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Potom pripojte svoje hodnoty k alkalickému pufru rovnica "pOH = pKb + log [B +] - log [BOH]" nasledovne: 3,9 = 4,75 + log [0,98] - log [BOH] = 4,75 + (-0,009) - log [BOH]. Pretože log [BOH] = 4,75 - 3,9 - 0,009 = 0,841, koncentrácia amoniaku je inverzná logaritmická hodnota (10 ^ x) alebo 0,841 alebo 6,93 M.