Innhold
pH og pKa er viktige løsningsparametere i mange kjemiområder, inkludert beregninger som involverer syre-base likevekt. pH er det universelle målet for surhet, definert som den negative logaritmen, til basen 10, for "hydrogenionkonsentrasjonen" av en løsning, og uttrykkes som: pH = -log. Beslagene angir konsentrasjon og "+" -tegnet betegner ladningen til hydrogenionet. pKa er den negative logaritmen, til basen 10, av "dissosiasjonskonstanten" av en svak syre. For eksempel er dissosiasjonen av en svak syre "HA" skrevet: Ka = /, hvor A- er "konjugatbasen" av syren. Derfor pKa = -log Ka. Hver svake syre har en unik pKa-verdi. Bruk Henderson-Hasselbalch-ligningen for å beregne pH-verdien i en bufferoppløsning, som er en løsning av en svak syre og dens konjugatbase, når pKa for syren er kjent. Denne ligningen er uttrykt: pH = pKa + log (/).
Anta at du har en bufferløsning som ble fremstilt ved å tilsette 25,0 ml av en 0,1 M natriumhydroksydoppløsning (NaOH) til 75,0 ml av en 0,1 M løsning av eddiksyre (CH3COOH), der "M" betegner molkonsentrasjon. Vær oppmerksom på at eddiksyre reagerer med NaOH for å danne konjugatbasen, CH3C00H-, som følger: CH3COOH + NaOH = CH3C00- + Na + H20. For å beregne pH er det nødvendig å beregne mengden syre og konjugatbase i bufferløsningen etter reaksjonen.
Beregn de opprinnelige mol baser og syre i bufferløsningen. 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.
Vær oppmerksom på at CH3COOH etter blanding av løsningene bruker OH- (hydroksyl) -ionene assosiert med NaOH, slik at det som gjenstår er 0,0050 mol CH3COOH (syre), 0,0025 mol CH3COO- (base) og 0 mol OH- .
Bytt ut pKa for syren (4,74 for eddiksyre) og syre- og basekonsentrasjonene i Henderson-Hasselbalch-ligningen for å beregne pH-verdien i bufferløsningen. For eksempel er pH = 4,74 + logg (0,0025 / 0,005) = 4,74 + log 0,5 = 4,44.