Калькулятор буфера Гендерсона–Гассельбальха
Введіть свої значення. Відповідь і повний розв’язок оновлюються під час введення.
Результат
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
Підставте
Основні формули
- pH
- pH = −log[H⁺]
- Слабка кислота
- [H⁺] ≈ √(Ka·c)
- Буфер
- pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
Як користуватися рівнянням Гендерсона–Гассельбальха
- Визначте слабку кислоту HA та її спряжену основу A⁻, наприклад оцтова кислота й ацетат.
- Знайдіть pKa. Якщо дано Ka, використайте pKa = −log Ka.
- Для pH: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]). Можна використовувати молі замість концентрацій, бо обидві величини в одному об’ємі.
- Для заданого pH: [A⁻]/[HA] = 10^(pH − pKa). Розділіть загальну концентрацію c на [A⁻] = c·r/(1 + r) і [HA] = c/(1 + r).
- 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.