Obsah
V chémii je „tlmivý roztok“ roztok, ktorý pridávate do iného roztoku, aby sa vyvážilo jeho pH, relatívna kyslosť alebo zásaditosť. Vyrobíte pufor pomocou „slabej“ kyseliny alebo zásady a jej „konjugovanej“ zásady alebo kyseliny. Na určenie pH pufrov - alebo extrapolácie jeho pH na koncentráciu ktorejkoľvek z jeho zložiek - môžete vykonať sériu výpočtov založených na Hendersonovej-Hasselbalchovej rovnici, ktorá je známa aj ako „vyrovnávacia rovnica“.
Na stanovenie pH kyslého tlmivého roztoku pri určitých koncentráciách kyselina-báza použite tlmivú rovnicu. Henderson-Hasselbalchova rovnica je nasledovná: pH = pKa + log (/), kde „pKa“ je disociačná konštanta, číslo jedinečné pre každú kyselinu, „“ predstavuje koncentráciu konjugovanej bázy v móloch na liter (M) a "" predstavuje koncentráciu samotnej kyseliny. Napríklad zvážte tlmivý roztok, ktorý kombinuje 2,3 M kyselinu uhličitú (H2CO3) s 0,78 M hydrogenuhličitanovým iónom (HCO3-). V tabuľke pKa sa dozviete, že kyselina uhličitá má pKa 6,37. Po vložení týchto hodnôt do rovnice vidíte, že pH = 6,37 + log (0,78 / 2,3) = 6,37 + log (0,339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Vypočítajte pH alkalického (alebo zásaditého) tlmivého roztoku. Môžete prepísať Henderson-Hasselbalchovu rovnicu pre bázy: pOH = pKb + log (/), kde "pKb" je disociačná konštanta báz, "" znamená koncentráciu bázovej konjugovanej kyseliny a "" je koncentrácia bázy , Zvážte tlmivý roztok, ktorý kombinuje 4,0 M amoniak (NH3) s 1,3 M amónnym iónom (NH4 +). Vyhľadajte amoniak pKb v tabuľke pKb, 4,75. Pomocou vyrovnávacej rovnice sa stanoví, že pOH = 4,75 + log (1,3 / 4,0) = 4,75 + log (0,325) = 4,75 + (-448) = 4,6. Pamätajte, že pOH = 14 - pH, takže pH = 14-OH = 14 - 4,6 = 9,4.
Stanovte koncentráciu slabej kyseliny (alebo jej konjugovanej zásady), vzhľadom na jej pH, pKa a koncentráciu slabej kyseliny (alebo jej konjugovanej zásady). Majte na pamäti, že môžete prepísať „kvocient“ logaritmov - t. log (x / y) - ako log x - log y, prepisuje Hendersonovu Hasselbalchovu rovnicu ako pH = pKa + log - log. Ak máte tlmivý roztok kyseliny uhličitej s pH 6,2, o ktorom viete, že je vyrobený s 1,37 M hydrogenuhličitanom, vypočítajte ho takto: 6.2 = 6,37 + log (1,37) - log = 6,37 + .137 - log. Inými slovami, log = 6,37 - 6,2 + .137 = 0,307. Vypočítajte pomocou "inverzného protokolu" (10 ^ x na kalkulačke) vo výške 0,307.Koncentrácia kyseliny uhličitej je teda 2,03 M.
Vypočítajte koncentráciu slabej zásady (alebo jej konjugovanej kyseliny) vzhľadom na jej pH, pKb a koncentráciu slabej kyseliny (alebo jej konjugovanej zásady). Stanovte koncentráciu amoniaku v amoniakovom tlmivom roztoku s pH 10,1 a koncentráciou amónnych iónov 0,98 M, pričom nezabudnite, že Hendersonova Hasselbalchova rovnica funguje aj pre bázy, pokiaľ namiesto pH používate pOH. Preveďte pH na pOH nasledovne: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Potom zapojte svoje hodnoty do rovnice alkalického tlmivého roztoku „pOH = pKb + log - log“ takto: 3.9 = 4,75 + log - log = 4,75 + (-0,009) - log. Pretože log = 4,75 - 3,9 - 0,009 = 0,841, koncentrácia amoniaku je inverzný log (10 ^ x) alebo 0,841 alebo 6,93 M.