У хімії "буфер" - це розчин, який ви додаєте в інший розчин, щоб збалансувати його рН, відносну кислотність або лужність. Ви робите буфер, використовуючи "слабку" кислоту або основу та її "кон'юговану" основу або кислоту, відповідно. Ви можете визначити рН буфера - або екстраполювати з його рН концентрацію будь-якого з його компонентів - ви можете зробити серію розрахунків на основі рівняння Хендерсона-Хассельбальха, яке також відоме як "буфер рівняння ".
Використовуйте буферне рівняння для визначення рН кислого буферного розчину, враховуючи певні кислотно-основні концентрації. Рівняння Хендерсона-Хассельбалха має такий вигляд: pH = pKa + log ([A -] / [HA]), де "pKa" - константа дисоціації, число, унікальне для кожна кислота, "[A-]" являє собою концентрацію кон'югованої основи в молях на літр (M), а "[HA]" являє собою концентрацію кислоти себе. Наприклад, розглянемо буфер, який поєднує 2,3 М вуглекислоти (H2CO3) з 78,7 М гідрокарбонатним іоном (HCO3-). Перегляньте таблицю pKa, щоб переконатися, що вуглекисла кислота має pKa 6,37. Підключивши ці значення до рівняння, ви бачите, що рН = 6,37 + log (.78 / 2,3) = 6,37 + log (.339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Обчисліть рН лужного (або основного) буферного розчину. Ви можете переписати рівняння Хендерсона-Хассельбальха для основ: pOH = pKb + log ([B +] / [BOH]), де "pKb" - це основа константа дисоціації, "[B +]" означає концентрацію кон'югованої кислоти основи, а "[BOH]" - концентрацію основа. Розглянемо буфер, який поєднує 4,0 М аміаку (NH3) з 1,3 М іонами амонію (NH4 +). Зверніться до таблиці pKb, щоб знайти pKb аміаку, 4,75. Використовуючи буферне рівняння, визначте, що pOH = 4,75 + log (1,3 / 4,0) = 4,75 + log (.325) = 4,75 + (-488) = 4,6. Пам'ятайте, що pOH = 14 - pH, отже pH = 14 -pOH = 14 - 4,6 = 9,4.
Визначте концентрацію слабкої кислоти (або її кон’югованої основи), враховуючи її pH, pKa та концентрацію слабкої кислоти (або її кон’югованої основи). Маючи на увазі, що ви можете переписати "коефіцієнт" логарифмів - тобто. log (x / y) - як log x - log y, перепишіть рівняння Хендерсона Хассельбальха як pH = pKa + log [A-] - log [HA]. Якщо у вас є буфер вуглекислоти з рН 6,2, який, як ви знаєте, виготовлений з 1,37 М гідрокарбонату, обчисліть його [HA] таким чином: 6,2 = 6,37 + log (1,37) - log [HA] = 6,37 +. журнал [HA]. Іншими словами, журнал [HA] = 6,37 - 6,2 + .137 = .307. Обчисліть [HA], взявши "зворотний журнал" (10 ^ x на вашому калькуляторі), .307. Таким чином, концентрація вугільної кислоти становить 2,03 М.
Обчисліть концентрацію слабкої основи (або її кон'югованої кислоти), враховуючи її рН, pKb та концентрацію слабкої кислоти (або її кон'югованої основи). Визначте концентрацію аміаку в аміачному буфері з рН 10,1 та концентрацією іонів амонію 0,98 М, маючи на увазі, що рівняння Хендерсона Хассельбальха також працює для основ - якщо ви використовуєте pOH замість рН. Перетворіть свій pH у pOH таким чином: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Потім підключіть свої значення до лужного буфера рівняння "pOH = pKb + log [B +] - log [BOH]" наступним чином: 3,9 = 4,75 + log [, 98] - log [BOH] = 4,75 + (-0,009) - log [BOH]. Оскільки log [BOH] = 4,75 - 3,9 - .009 = .841, концентрація аміаку дорівнює зворотному log (10 ^ x) або .841, або 6,93 М.