Калькулятор буфера Гендерсона–Гассельбальха

Введіть свої значення. Відповідь і повний розв’язок оновлюються під час введення.

Результат

pH4,936
[A⁻]/[HA]1,5
pKa4,76
[H⁺]1,159 × 10⁻⁵ mol/L

Рівняння Гендерсона–Гассельбальха припускає, що [HA] і [A⁻] значно більші за [H⁺] і [OH⁻]. Буфер працює найкраще в межах pKa ± 1. Кількості в молях дають те саме відношення, що й концентрації.

Використовуйте рівняння Гендерсона–Гассельбальха, pH = pKa + log([A⁻]/[HA]), для роботи з буферами. Знайдіть pH буфера за концентраціями слабкої кислоти та її спряженої основи, знайдіть відношення основи до кислоти й концентрації для заданого pH або знайдіть pKa за виміряним pH. Силу кислоти можна задати як pKa або як Ka.

Покроковий розв’язок

Рівняння Гендерсона–Гассельбальха

pH = pKa + log([A⁻]/[HA])

Підставте

[A⁻]/[HA] = 0,15/0,1 = 1,5
pH = 4,76 + log 1,5 = 4,76 + 0,1761 = 4,936

Основні формули

pH
pH = −log[H⁺]
Слабка кислота
[H⁺] ≈ √(Ka·c)
Буфер
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])

Як користуватися рівнянням Гендерсона–Гассельбальха

  1. Визначте слабку кислоту HA та її спряжену основу A⁻, наприклад оцтова кислота й ацетат.
  2. Знайдіть pKa. Якщо дано Ka, використайте pKa = −log Ka.
  3. Для pH: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]). Можна використовувати молі замість концентрацій, бо обидві величини в одному об’ємі.
  4. Для заданого pH: [A⁻]/[HA] = 10^(pH − pKa). Розділіть загальну концентрацію c на [A⁻] = c·r/(1 + r) і [HA] = c/(1 + r).
  5. Перевірте результат: коли [A⁻] = [HA], pH дорівнює pKa, а буфер працює найкраще в межах pKa ± 1.

Запитання й відповіді

Коли рівняння Гендерсона–Гассельбальха точне?

Коли і [HA], і [A⁻] значно більші за [H⁺] і [OH⁻], що зазвичай справедливо для буферів вище приблизно 0,01 mol/L з pH приблизно між 3 і 11. Для дуже розбавлених розчинів або досить сильних кислот розв’язуйте повну рівновагу.

Що відбувається, коли додати до буфера сильну кислоту чи основу?

Працюйте з молями. Додані H⁺ перетворюють A⁻ на HA, а додані OH⁻ перетворюють HA на A⁻. Оновіть обидві кількості, потім підставте нове відношення в рівняння.

Чи можна застосувати це до основного буфера, як-от аміак?

Так, з pKa спряженої кислоти: для NH₄⁺/NH₃ pKa дорівнює 9,25, тож pH = 9,25 + log([NH₃]/[NH₄⁺]). Можна також працювати з pOH = pKb + log([BH⁺]/[B]) і pH = 14 − pOH при 25 °C.

Чому буфер працює лише поблизу свого pKa?

Для буферної дії потрібно багато і HA, і A⁻, щоб поглинати додані кислоту чи основу. На одну одиницю pH від pKa відношення вже 10:1, а далі однієї з двох форм лишається замало.

Яке pH буфера з рівними кількостями кислоти й основи?

Воно дорівнює pKa, бо log 1 = 0. Для оцтової кислоти й ацетату натрію в рівних концентраціях pH становить близько 4,76.

Потренуйтеся самі

Тренувати тему «pH і буфери»

Калькулятор дає відповідь. На іспиті потрібен метод: тренуйте його на нових задачах із підказками й розв’язками.

</> Вбудувати

Безкоштовно для викладачів і шкіл: вставте цей код на сторінку курсу, у LMS або на свій сайт. Студенти можуть користуватися калькулятором і покроковим розв’язком без акаунта.

Інші калькулятори