Содержание
В химии «буфер» - это раствор, который вы добавляете в другой раствор, чтобы сбалансировать его pH, относительную кислотность или щелочность. Вы делаете буфер, используя «слабую» кислоту или основание и его «сопряженное» основание или кислоту соответственно. Чтобы определить pH буфера - или экстраполировать из его pH концентрацию любого из его компонентов - вы можете выполнить серию расчетов на основе уравнения Хендерсона-Хассельбальха, которое также известно как «уравнение буфера».
Используйте уравнение буфера для определения pH кислотного буферного раствора с учетом определенных концентраций кислотных оснований. Уравнение Хендерсона-Хассельбальха выглядит следующим образом: pH = pKa + log (/), где "pKa" - константа диссоциации, число, уникальное для каждой кислоты, "" представляет концентрацию конъюгата в молях на литр (М) и «» представляет концентрацию самой кислоты. Например, рассмотрим буфер, который объединяет 2,3 М угольной кислоты (H2CO3) с 0,78 М гидрокарбонат-иона (HCO3-). Консультируйтесь с таблицей pKa, чтобы видеть, что у угольной кислоты есть pKa 6,37. Подставляя эти значения в уравнение, вы видите, что pH = 6,37 + log (.78 / 2.3) = 6,37 + log (.339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Рассчитайте рН щелочного (или основного) буферного раствора. Вы можете переписать уравнение Хендерсона-Хассельбальха для оснований: pOH = pKb + log (/), где "pKb" - это константа диссоциации оснований, "" - концентрация кислоты, сопряженной с основаниями, а "" - концентрация основания , Рассмотрим буфер, который объединяет 4,0 М аммиака (NH3) с 1,3 М иона аммония (NH4 +). Обратитесь к таблице pKb, чтобы найти аммиак pKb, 4,75. Используя уравнение буфера, определите, что pOH = 4,75 + log (1,3 / 4,0) = 4,75 + log (.325) = 4,75 + (-4888) = 4,6. Помните, что pOH = 14 - pH, поэтому pH = 14 -pOH = 14 - 4,6 = 9,4.
Определите концентрацию слабой кислоты (или ее конъюгатного основания), учитывая ее pH, pKa и концентрацию слабой кислоты (или ее конъюгатного основания). Имея в виду, что вы можете переписать «частное» логарифмов - т.е. log (x / y) - как log x - log y, переписать уравнение Хендерсона Хассельбальха как pH = pKa + log - log. Если у вас есть буфер углекислоты с pH 6,2, который, как вы знаете, сделан из 1,37 М гидрокарбоната, рассчитайте его следующим образом: 6,2 = 6,37 + log (1,37) - log = 6,37 + .137 - log. Другими словами, log = 6,37 - 6,2 + .137 = .307. Рассчитайте, взяв «обратный журнал» (10 ^ x на вашем калькуляторе) .307.Концентрация углекислоты при этом составляет 2,03 М.
Рассчитайте концентрацию слабого основания (или его сопряженной кислоты), учитывая его pH, pKb и концентрацию слабой кислоты (или ее сопряженного основания). Определите концентрацию аммиака в аммиачном буфере с pH 10,1 и концентрацией ионов аммония 0,98 М, учитывая, что уравнение Хендерсона Хассельбальха также работает для оснований, при условии, что вместо pH используется pOH. Преобразуйте ваш pH в pOH следующим образом: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Затем вставьте свои значения в уравнение щелочного буфера «pOH = pKb + log - log» следующим образом: 3.9 = 4.75 + log - log = 4.75 + (-0.009) - log. Поскольку log = 4,75 - 3,9 - .009 = .841, концентрация аммиака является обратной величиной (10 ^ x) или 0,841, или 6,93 М.