حاسبة المحلول المنظِّم هندرسون–هاسلباخ
أدخل قيمك. تتحدّث الإجابة والحل المفصّل الكامل أثناء الكتابة.
النتيجة
تفترض معادلة هندرسون–هاسلباخ أن [HA] و[A⁻] أكبر بكثير من [H⁺] و[OH⁻]. ويعمل المحلول المنظِّم على أفضل وجه ضمن pKa ± 1. الكميات بالمول تعطي النسبة نفسها التي تعطيها التراكيز.
استخدم معادلة هندرسون–هاسلباخ، pH = pKa + log([A⁻]/[HA])، للتعامل مع المحاليل المنظِّمة. أوجد pH المحلول المنظِّم من تركيزي الحمض الضعيف وقاعدته المرافقة، أو أوجد نسبة القاعدة إلى الحمض والتراكيز اللازمة لـ pH مستهدف، أو أوجد pKa من pH مقيس. ويمكنك إعطاء قوة الحمض بصيغة pKa أو Ka.
الحل خطوة بخطوة
معادلة هندرسون–هاسلباخ
عوّض
الصيغ الأساسية
- pH
- pH = −log[H⁺]
- حمض ضعيف
- [H⁺] ≈ √(Ka·c)
- محلول منظّم
- pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
كيف تستخدم معادلة هندرسون–هاسلباخ
- حدّد الحمض الضعيف HA وقاعدته المرافقة A⁻، مثل حمض الأسيتيك والأسيتات.
- أوجد pKa. وإذا أُعطيت Ka فاستخدم pKa = −log Ka.
- لإيجاد pH: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]). ويمكنك استخدام المولات بدل التراكيز، لأن كليهما في الحجم نفسه.
- لـ pH مستهدف: [A⁻]/[HA] = 10^(pH − pKa). وقسّم التركيز الكلي c إلى [A⁻] = c·r/(1 + r) و[HA] = c/(1 + r).
- تحقّق من النتيجة: عندما [A⁻] = [HA] يساوي pH القيمة pKa، ويعمل المحلول المنظِّم على أفضل وجه ضمن pKa ± 1.
أسئلة وأجوبة
متى تكون معادلة هندرسون–هاسلباخ دقيقة؟
عندما يكون [HA] و[A⁻] كلاهما أكبر بكثير من [H⁺] و[OH⁻]، وهو ما يتحقق عادةً في المحاليل المنظِّمة التي تفوق نحو 0,01 mol/L وبرقم هيدروجيني بين نحو 3 و11. وفي المحاليل المخففة جدًا أو الأحماض القوية نسبيًا، حلّ معادلة الاتزان الكاملة بدلًا من ذلك.
ماذا يحدث عند إضافة حمض قوي أو قاعدة قوية إلى محلول منظِّم؟
اعمل بالمولات. الـ H⁺ المضاف يحوّل A⁻ إلى HA، والـ OH⁻ المضاف يحوّل HA إلى A⁻. حدّث الكميتين معًا، ثم ضع النسبة الجديدة في المعادلة.
هل يمكنني استخدامها لمحلول منظِّم قاعدي مثل الأمونيا؟
نعم، مع pKa للحمض المرافق: في NH₄⁺/NH₃ قيمة pKa هي 9,25، إذن pH = 9,25 + log([NH₃]/[NH₄⁺]). ويمكنك أيضًا العمل بالعلاقة pOH = pKb + log([BH⁺]/[B]) وpH = 14 − pOH عند 25 °C.
لماذا لا يعمل المحلول المنظِّم إلا قرب pKa؟
يحتاج التنظيم إلى كمية وافرة من HA وA⁻ معًا كي يمتصّ الحمض أو القاعدة المضافة. وعلى بعد وحدة pH واحدة من pKa تكون النسبة 10:1 بالفعل، وأبعد من ذلك تبقى كمية قليلة جدًا من إحدى الصورتين.
ما pH محلول منظِّم فيه كميتان متساويتان من الحمض والقاعدة؟
يساوي pKa، لأن log 1 = 0. ففي حمض الأسيتيك وأسيتات الصوديوم بتركيزين متساويين يكون pH نحو 4,76.
تدرّب بنفسك
تدرّب على pH والمحاليل المنظمة
الآلة الحاسبة تعطي الإجابة. أما في الامتحان فتحتاج إلى الطريقة: تدرّب عليها بمسائل جديدة وتلميحات وحلول مفصّلة.