Indhold
pH og pKa er vigtige opløsningsparametre inden for mange kemiske områder, herunder beregninger, der involverer syre-base-ækvivalenter. pH er det universelle mål for surhedsgrad, defineret som den negative logaritme, til basen 10 af "hydrogenionkoncentrationen" i en opløsning, og udtrykkes som: pH = -log. Beslagene angiver koncentration, og "+" -tegnet angiver ladningen af hydrogenionen. pKa er den negative logaritme til basen 10 af "dissociationskonstanten" af en svag syre. F.eks. Er dissocationen af en svag syre "HA" skrevet: Ka = /, hvor A- er "konjugatbasen" af syren. Derfor pKa = -log Ka. Hver svag syre har en unik pKa-værdi. Brug Henderson-Hasselbalch-ligningen til at beregne pH-værdien af en pufferopløsning, som er en opløsning af en svag syre og dens konjugatbase, når syrens pKa er kendt. Denne ligning udtrykkes: pH = pKa + log (/).
Antag, at du har en bufferopløsning, der blev fremstillet ved at tilsætte 25,0 ml af en 0,1 M natriumhydroxid (NaOH) opløsning til 75,0 ml af en 0,1 M opløsning af eddikesyre (CH3COOH), hvor "M" betegner molkoncentration. Bemærk, at eddikesyre reagerer med NaOH for at danne konjugatbasen, CH3C00H-, som følger: CH3COOH + NaOH = CH3C00- + Na + H20. For at beregne pH er det nødvendigt at beregne mængderne af syre og konjugatbase i pufferopløsningen efter reaktionen.
Beregn de indledende mol base og syre i pufferopløsningen. For eksempel mol NaOH = 25,0 ml x 0,1 mol / liter x 1 liter / 1000 ml = 0,0025 mol; mol CH3COOH = 75,0 ml x 0,10 mol / liter x 1 liter / 1000 ml = 0,0075 mol.
Bemærk, at efter blanding af opløsningerne forbruger CH3COOH OH- (hydroxyl) -ioner, der er associeret med NaOH, således at hvad der er tilbage er 0,0050 mol CH3COOH (syre), 0,0025 mol CH3COO- (base) og 0 mol OH- .
Erstatt pKa for syren (4,74 for eddikesyre) og syre- og basiskoncentrationer i Henderson-Hasselbalch-ligningen for at beregne pH-værdien i pufferopløsningen. F.eks. PH = 4,74 + log (0,0025 / 0,005) = 4,74 + log 0,5 = 4,44.