เครื่องคำนวณบัฟเฟอร์เฮนเดอร์สัน–ฮัสเซิลบัลช์
กรอกค่าของคุณ คำตอบและวิธีทำฉบับเต็มจะอัปเดตขณะที่คุณพิมพ์
ผลลัพธ์
สมการเฮนเดอร์สัน–ฮัสเซิลบัลช์ตั้งอยู่บนสมมติฐานว่า [HA] และ [A⁻] มากกว่า [H⁺] และ [OH⁻] มาก บัฟเฟอร์ทำงานได้ดีที่สุดในช่วง pKa ± 1 ปริมาณเป็นโมลให้อัตราส่วนเดียวกับความเข้มข้น
ใช้สมการเฮนเดอร์สัน–ฮัสเซิลบัลช์ pH = pKa + log([A⁻]/[HA]) กับบัฟเฟอร์ หา pH ของบัฟเฟอร์จากความเข้มข้นของกรดอ่อนและเบสสังยุค หาอัตราส่วนเบสต่อกรดและความเข้มข้นที่ต้องใช้สำหรับ pH เป้าหมาย หรือหา pKa จาก pH ที่วัดได้ ระบุความแรงของกรดเป็น pKa หรือ Ka ก็ได้
เฉลยทีละขั้นตอน
สมการเฮนเดอร์สัน–ฮัสเซิลบัลช์
แทนค่า
สูตรสำคัญ
- pH
- pH = −log[H⁺]
- กรดอ่อน
- [H⁺] ≈ √(Ka·c)
- บัฟเฟอร์
- pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
วิธีใช้สมการเฮนเดอร์สัน–ฮัสเซิลบัลช์
- ระบุกรดอ่อน HA และเบสสังยุค A⁻ เช่น กรดแอซีติกและแอซีเตต
- หา pKa ถ้าโจทย์ให้ Ka มา ใช้ pKa = −log Ka
- สำหรับ pH: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]) ใช้โมลแทนความเข้มข้นได้ เพราะทั้งสองอยู่ในปริมาตรเดียวกัน
- สำหรับ pH เป้าหมาย: [A⁻]/[HA] = 10^(pH − pKa) แบ่งความเข้มข้นรวม c เป็น [A⁻] = c·r/(1 + r) และ [HA] = c/(1 + r)
- ตรวจสอบผล: เมื่อ [A⁻] = [HA] pH เท่ากับ pKa และบัฟเฟอร์ทำงานได้ดีที่สุดในช่วง pKa ± 1
คำถามและคำตอบ
สมการเฮนเดอร์สัน–ฮัสเซิลบัลช์แม่นยำเมื่อใด
เมื่อทั้ง [HA] และ [A⁻] มากกว่า [H⁺] และ [OH⁻] มาก ซึ่งมักเป็นจริงสำหรับบัฟเฟอร์ที่มากกว่าประมาณ 0.01 mol/L และมี pH ระหว่างประมาณ 3 ถึง 11 สำหรับสารละลายเจือจางมากหรือกรดค่อนข้างแรง ให้แก้สมดุลเต็มรูปแทน
จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเติมกรดแรงหรือเบสแรงลงในบัฟเฟอร์
ใช้โมลในการคำนวณ H⁺ ที่เติมเปลี่ยน A⁻ เป็น HA และ OH⁻ ที่เติมเปลี่ยน HA เป็น A⁻ ปรับปริมาณทั้งสอง แล้วนำอัตราส่วนใหม่ไปใส่ในสมการ
ใช้กับบัฟเฟอร์เบส เช่น แอมโมเนีย ได้หรือไม่
ได้ โดยใช้ pKa ของกรดสังยุค: สำหรับ NH₄⁺/NH₃ pKa คือ 9.25 ดังนั้น pH = 9.25 + log([NH₃]/[NH₄⁺]) หรือจะใช้ pOH = pKb + log([BH⁺]/[B]) และ pH = 14 − pOH ที่ 25 °C ก็ได้
ทำไมบัฟเฟอร์จึงทำงานได้เฉพาะใกล้ pKa
การบัฟเฟอร์ต้องมีทั้ง HA และ A⁻ เพียงพอเพื่อรองรับกรดหรือเบสที่เติมเข้ามา ห่างจาก pKa หนึ่งหน่วย pH อัตราส่วนก็เป็น 10:1 แล้ว และไกลกว่านั้นจะเหลือรูปใดรูปหนึ่งน้อยเกินไป
pH ของบัฟเฟอร์ที่มีกรดและเบสในปริมาณเท่ากันเป็นเท่าใด
เท่ากับ pKa เพราะ log 1 = 0 สำหรับกรดแอซีติกและโซเดียมแอซีเตตที่ความเข้มข้นเท่ากัน pH ประมาณ 4.76
ลองทำเอง
ฝึกpH และบัฟเฟอร์
เครื่องคำนวณให้คำตอบ แต่ในการสอบคุณต้องมีวิธีทำ จึงควรฝึกกับโจทย์ใหม่ คำใบ้ และเฉลยละเอียด