Содержание
pH и pKa являются важными параметрами решения во многих областях химии, включая расчеты с участием кислотно-основных равновесий. pH является универсальной мерой кислотности, определяемой как отрицательный логарифм, по отношению к основанию 10 «концентрации ионов водорода» раствора, и выражается как: pH = -log. Скобки обозначают концентрацию, а знак «+» обозначает заряд иона водорода. pKa - отрицательный логарифм по основанию 10 «константы диссоциации» слабой кислоты. Например, диссоциация слабой кислоты «ГА» записывается так: Ка = /, где А - «сопряженное основание» кислоты. Следовательно, pKa = -log Ka. Каждая слабая кислота имеет уникальное значение pKa. Используйте уравнение Хендерсона-Хассельбальха для расчета рН буферного раствора, который представляет собой раствор слабой кислоты и ее сопряженного основания, когда известно рКа кислоты. Это уравнение выражается: pH = pKa + log (/).
Предположим, у вас есть буферный раствор, который был приготовлен путем добавления 25,0 мл 0,1 М раствора гидроксида натрия (NaOH) к 75,0 мл 0,1 М раствора уксусной кислоты (СН 3 СООН), где «М» обозначает молярную концентрацию. Обратите внимание, что уксусная кислота реагирует с NaOH с образованием основания конъюгата, CH3C00H-, следующим образом: CH3COOH + NaOH = CH3C00- + Na + H2O. Чтобы рассчитать pH, необходимо рассчитать количество кислоты и конъюгата основания в буферном растворе после реакции.
Рассчитайте начальные моли основания и кислоты в буферном растворе. Например, моли NaOH = 25,0 мл х 0,1 моль / литр х 1 литр / 1000 мл = 0,0025 моль; моль CH3COOH = 75,0 мл х 0,10 моль / литр х 1 литр / 1000 мл = 0,0075 моль.
Обратите внимание, что при смешивании растворов CH3COOH потребляет ионы OH- (гидроксил), связанные с NaOH, так что остается 0,0050 моль CH3COOH (кислоты), 0,0025 моль CH3COO- (основание) и 0 моль OH- ,
Подставьте pKa кислоты (4,74 для уксусной кислоты) и концентрации кислоты и основания в уравнение Хендерсона-Хассельбальха, чтобы рассчитать pH буферного раствора. Например, рН = 4,74 + log (0,0025 / 0,005) = 4,74 + log 0,5 = 4,44.