Innhold
I kjemi er en "buffer" en løsning du legger til en annen løsning for å balansere dens pH, dens relative surhet eller dens alkalitet. Du lager en buffer ved å bruke henholdsvis en "svak" syre eller base og dens "konjugerte" base eller syre. For å bestemme en buffers-pH - eller ekstrapolere fra dens pH-konsentrasjonen til en av komponentene - kan du gjøre en serie beregninger basert på Henderson-Hasselbalch-ligningen, som også er kjent som "bufferligningen."
Bruk bufferligningen for å bestemme pH i en sur bufferoppløsning, gitt visse syre-basekonsentrasjoner. Henderson-Hasselbalch-ligningen er som følger: pH = pKa + log (/), hvor "pKa" er dissosiasjonskonstanten, et tall som er unikt for hver syre, "" representerer konsentrasjonen av konjugatbase i mol per liter (M) og "" representerer konsentrasjonen av selve syren. Tenk for eksempel på en buffer som kombinerer 2,3 M karbonsyre (H2CO3) med 0,78 M hydrogenkarbonation (HCO3-). Konsulter et pKa-bord for å se at kullsyre har en pKa på 6,37. Når du kobler disse verdiene inn i ligningen, ser du at pH = 6,37 + logg (0,78 / 2,3) = 6,37 + logg (.339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Beregn pH-verdien i en alkalisk (eller basisk) bufferløsning. Du kan omskrive Henderson-Hasselbalch-ligningen for baser: pOH = pKb + log (/), der "pKb" er basenes dissosiasjonskonstant, "" står for konsentrasjonen av en baser konjugert syre og "" er konsentrasjonen av basen . Vurder en buffer som kombinerer 4,0 M ammoniakk (NH3) med 1,3 M ammoniumion (NH4 +). Se en pKb-tabell for å finne ammoniakk pKb, 4,75. Ved hjelp av bufferligningen, bestem at pOH = 4,75 + logg (1,3 / 4,0) = 4,75 + logg (.325) = 4,75 + (-.488) = 4.6. Husk at pOH = 14 - pH, så pH = 14-pOH = 14 - 4.6 = 9.4.
Bestem konsentrasjonen av en svak syre (eller dens konjugatbase), gitt dens pH, pKa og konsentrasjonen av den svake syren (eller dens konjugatbase). Husk at du kan omskrive en "kvotient" av logaritmer - dvs. log (x / y) - som log x - log y, skriv om Henderson Hasselbalch-ligningen som pH = pKa + log - log. Hvis du har en kullsyrebuffer med en pH på 6,2 som du vet er laget med 1,37 M hydrogenkarbonat, må du beregne den på følgende måte: 6.2 = 6.37 + log (1.37) - log = 6.37 + .137 - log. Med andre ord log = 6.37 - 6.2 + .137 = .307. Beregn ved å ta den "inverse loggen" (10 ^ x på kalkulatoren din) på .307.Konsentrasjonen av kullsyre er således 2,03 M.
Beregn konsentrasjonen av en svak base (eller dens konjugatsyre), gitt dens pH, pKb og konsentrasjonen av den svake syren (eller dens konjugatbase). Bestem konsentrasjonen av ammoniakk i en ammoniakkbuffer med pH på 10,1 og ammoniumionkonsentrasjon på 0,9 M, og husk at Henderson Hasselbalch-ligningen også fungerer for baser - så lenge du bruker pOH i stedet for pH. Konverter pH til pOH som følger: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Deretter kobler du verdiene til den alkaliske bufferligningen "pOH = pKb + log - log" som følger: 3.9 = 4.75 + log - log = 4.75 + (-0.009) - log. Siden log = 4,75 - 3,9 - 0,009 = 0,841, er konsentrasjonen av ammoniakk den inverse loggen (10 ^ x) eller .841, eller 6,93 M.