ในวิชาเคมี "บัฟเฟอร์" คือสารละลายที่คุณเติมลงในสารละลายอื่นเพื่อปรับสมดุล pH ความเป็นกรดสัมพัทธ์ หรือความเป็นด่าง คุณสร้างบัฟเฟอร์โดยใช้กรดหรือเบส "อ่อน" และเบสหรือกรด "คอนจูเกต" ตามลำดับ ในการหาค่า pH ของบัฟเฟอร์ - หรือประมาณค่าจาก pH ของมัน ความเข้มข้นของส่วนประกอบใดส่วนประกอบหนึ่ง - คุณสามารถ ทำชุดการคำนวณตามสมการ Henderson-Hasselbalch ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า "บัฟเฟอร์ สมการ"
ใช้สมการบัฟเฟอร์เพื่อกำหนด pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ที่เป็นกรด โดยพิจารณาจากความเข้มข้นของกรด-เบสที่แน่นอน สมการเฮนเดอร์สัน-ฮัสเซลบาลช์มีดังต่อไปนี้: pH = pKa + log ([A-]/[HA]) โดยที่ "pKa" คือค่าคงที่การแยกตัว ตัวเลขเฉพาะของ กรดแต่ละตัว "[A-]" หมายถึงความเข้มข้นของเบสคอนจูเกตเป็นโมลต่อลิตร (M) และ "[HA]" หมายถึงความเข้มข้นของกรด ตัวเอง. ตัวอย่างเช่น พิจารณาบัฟเฟอร์ที่รวมกรดคาร์บอนิก 2.3 โมลาร์ (H2CO3) เข้ากับไฮโดรเจนคาร์บอเนตไอออน .78 โมลาร์ (HCO3-) ศึกษาตาราง pKa เพื่อดูว่ากรดคาร์บอนิกมีค่า pKa เท่ากับ 6.37 เมื่อแทนค่าเหล่านี้ลงในสมการ คุณจะเห็นว่า pH = 6.37 + log (.78/2.3) = 6.37 + log (.339) = 6.37 + (-0.470) = 5.9
คำนวณค่า pH ของสารละลายบัฟเฟอร์ที่เป็นด่าง (หรือพื้นฐาน) คุณสามารถเขียนสมการ Henderson-Hasselbalch ใหม่สำหรับฐาน: pOH = pKb + log ([B+]/[BOH]) โดยที่ "pKb" เป็นฐาน ค่าคงที่การแยกตัว "[B+]" หมายถึงความเข้มข้นของกรดคอนจูเกตของเบส และ "[BOH]" คือความเข้มข้นของ ฐาน. พิจารณาบัฟเฟอร์ที่รวมแอมโมเนีย 4.0 โมลาร์ (NH3) เข้ากับแอมโมเนียมไอออน 1.3 โมลาร์ (NH4+) ปรึกษาตาราง pKb เพื่อค้นหา pKb ของแอมโมเนีย 4.75 ใช้สมการบัฟเฟอร์ กำหนดว่า pOH = 4.75 + log (1.3/4.0) = 4.75 + log (.325) = 4.75 + (-.488) = 4.6 จำไว้ว่า pOH = 14 - pH ดังนั้น pH = 14 -pOH = 14 - 4.6 = 9.4
กำหนดความเข้มข้นของกรดอ่อน (หรือเบสคอนจูเกต) โดยพิจารณาจากค่า pH, pKa และความเข้มข้นของกรดอ่อน (หรือเบสคอนจูเกต) โปรดทราบว่าคุณสามารถเขียน "ผลหาร" ของลอการิทึมใหม่ได้ เช่น log (x/y) -- เป็น log x - log y เขียนสมการ Henderson Hasselbalch ใหม่เป็น pH = pKa + log [A-] - log [HA] หากคุณมีบัฟเฟอร์กรดคาร์บอนิกที่มีค่า pH 6.2 ซึ่งคุณทราบดีว่าทำด้วยไฮโดรเจนคาร์บอเนต 1.37 โมลาร์ ให้คำนวณ [HA] ของมันดังนี้: 6.2 = 6.37 + log (1.37) - log[HA] = 6.37 + .137 - บันทึก[HA]. กล่าวอีกนัยหนึ่ง log[HA] = 6.37 - 6.2 + .137 = .307 คำนวณ [HA] โดยใช้ "บันทึกผกผัน" (10^x บนเครื่องคิดเลขของคุณ) ของ. ความเข้มข้นของกรดคาร์บอนิกเท่ากับ 2.03 M.
คำนวณความเข้มข้นของเบสอ่อน (หรือกรดคอนจูเกต) โดยพิจารณาจากค่า pH, pKb และความเข้มข้นของกรดอ่อน (หรือเบสคอนจูเกต) กำหนดความเข้มข้นของแอมโมเนียในบัฟเฟอร์แอมโมเนียที่มีค่า pH 10.1 และความเข้มข้นของแอมโมเนียมไอออน .98 M จำไว้ว่าสมการของเฮนเดอร์สัน ฮัสเซลบาลช์ก็ใช้ได้กับเบสเช่นกัน ตราบใดที่คุณใช้ pOH แทน พีเอช แปลงค่า pH ของคุณเป็น pOH ดังนี้ pOH = 14 - pH = 14 - 10.1 = 3.9 จากนั้นเสียบค่าของคุณเข้ากับบัฟเฟอร์อัลคาไลน์ สมการ "poH = pKb + log[B+] - log [BOH]" ดังนี้ 3.9 = 4.75 + log[.98] - log[BOH] = 4.75 + (-0.009) - log[BOH] เนื่องจาก log[BOH] = 4.75 - 3.9 - .009 = .841 ความเข้มข้นของแอมโมเนียคือค่า log ผกผัน (10^x) หรือ .841 หรือ 6.93 M