Indhold
I kemi er en "buffer" en opløsning, du tilføjer til en anden opløsning for at afbalancere dens pH, dens relative surhed eller dens alkalitet. Du opretter en buffer ved hjælp af henholdsvis en "svag" syre eller base og dens "konjugerede" base eller syre. For at bestemme en buffers pH - eller ekstrapolere fra dens pH koncentrationen af en hvilken som helst af dens komponenter - kan du foretage en række beregninger baseret på Henderson-Hasselbalch-ligningen, der også kaldes "bufferligningen".
Brug bufferligningen til at bestemme pH i en sur pufferopløsning, givet visse syre-basekoncentrationer. Henderson-Hasselbalch-ligningen er som følger: pH = pKa + log (/), hvor "pKa" er dissociationskonstanten, et tal unikt for hver syre, "" repræsenterer koncentrationen af konjugatbase i mol pr. Liter (M) og "" repræsenterer koncentrationen af selve syren. Overvej for eksempel en buffer, der kombinerer 2,3 M kulsyre (H2CO3) med 0,78 M hydrogencarbonation (HCO3-). Se en pKa-tabel for at se, at kulsyre har en pKa på 6,37. Når du sætter disse værdier i ligningen, ser du, at pH = 6,37 + log (0,78 / 2,3) = 6,37 + log (.339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Beregn pH-værdien af en alkalisk (eller basisk) pufferopløsning. Du kan omskrive Henderson-Hasselbalch-ligningen for baser: pOH = pKb + log (/), hvor "pKb" er basens dissociationskonstant, "" står for koncentrationen af en bases konjugatsyre og "" er koncentrationen af basen . Overvej en buffer, der kombinerer 4,0 M ammoniak (NH3) med 1,3 M ammoniumion (NH4 +). Se en pKb-tabel for at lokalisere ammonier pKb, 4,75. Brug bufferligningen til at bestemme, at pOH = 4,75 + log (1,3 / 4,0) = 4,75 + log (.325) = 4,75 + (-.488) = 4.6. Husk, at pOH = 14 - pH, så pH = 14-pOH = 14 - 4.6 = 9.4.
Bestemm koncentrationen af en svag syre (eller dens konjugatbase) i betragtning af dens pH, pKa og koncentrationen af den svage syre (eller dens konjugatbase). Husk, at du kan omskrive en "kvotient" af logaritmer - dvs. log (x / y) - som log x - log y, skriv om Henderson Hasselbalch ligningen som pH = pKa + log - log. Hvis du har en kulsyrebuffer med en pH på 6,2, som du ved er fremstillet med 1,37 M hydrogencarbonat, beregnes dens som følger: 6.2 = 6.37 + log (1.37) - log = 6.37 + .137 - log. Med andre ord log = 6.37 - 6.2 + .137 = .307. Beregn ved at tage "invers log" (10 ^ x på din lommeregner) på .307.Koncentrationen af kulsyre er således 2,03 M.
Beregn koncentrationen af en svag base (eller dens konjugatsyre) i betragtning af dens pH, pKb og koncentrationen af den svage syre (eller dens konjugatbase). Bestem koncentrationen af ammoniak i en ammoniakbuffer med en pH-værdi på 10,1 og en ammoniumionkoncentration på 0,9 M, og husk, at Henderson Hasselbalch-ligningen også fungerer til baser - så længe du bruger pOH i stedet for pH. Konverter din pH til pOH som følger: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Tilslut derefter dine værdier til den alkaliske bufferligning "pOH = pKb + log - log" som følger: 3.9 = 4.75 + log - log = 4.75 + (-0.009) - log. Da log = 4,75 - 3,9 - 0,009 = 0,841, er koncentrationen af ammoniak den inverse log (10 ^ x) eller .841 eller 6,93 M.