Περιεχόμενο
Στη χημεία, ένα "ρυθμιστικό" είναι μια λύση που προσθέτετε σε μια άλλη λύση για να εξισορροπήσει το pH, τη σχετική οξύτητα ή την αλκαλικότητα. Κάνετε ένα buffer χρησιμοποιώντας ένα "ασθενές" οξύ ή βάση και τη "συζευγμένη" βάση ή το οξύ, αντίστοιχα. Για να καθορίσετε ένα pH-buffer ή να υπολογίσετε από το pH του τη συγκέντρωση οποιουδήποτε από τα συστατικά του - μπορείτε να κάνετε μια σειρά υπολογισμών με βάση την εξίσωση Henderson-Hasselbalch, η οποία είναι επίσης γνωστή ως "εξίσωση buffer".
Χρησιμοποιήστε την εξίσωση του ρυθμιστή για να καθορίσετε το pH ενός όξινου ρυθμιστικού διαλύματος, λαμβάνοντας υπόψη ορισμένες συγκεντρώσεις οξέος-βάσης. Η εξίσωση Henderson-Hasselbalch έχει ως εξής: Το ρΗ = pKa + log (/), όπου το ρΚα είναι η σταθερά διάστασης, αριθμός μοναδικός για κάθε οξύ, αντιπροσωπεύει τη συγκέντρωση της συζυγούς βάσης σε γραμμομόρια ανά λίτρο "" αντιπροσωπεύει τη συγκέντρωση του ίδιου του οξέος. Για παράδειγμα, εξετάστε ένα ρυθμιστικό διάλυμα που συνδυάζει 2,3 Μ ανθρακικό οξύ (H2CO3) με ιόν ανθρακικού νατρίου 0,78 Μ (HCO3-). Συμβουλευτείτε έναν πίνακα pKa για να δείτε ότι το ανθρακικό οξύ έχει pKa 6,37. Συνδέοντας αυτές τις τιμές στην εξίσωση, βλέπετε ότι το pH = 6.37 + log (.78 / 2.3) = 6.37 + log (.339) = 6.37 + (-0.470) = 5.9.
Υπολογίστε το ρΗ ενός αλκαλικού (ή βασικού) ρυθμιστικού διαλύματος. Μπορείτε να ξαναγράψετε την εξίσωση Henderson-Hasselbalch για τις βάσεις: pOH = pKb + log (/), όπου "pKb" είναι η σταθερά διάστασης βάσεων, "" σημαίνει τη συγκέντρωση ενός συζυγούς οξέος βάσης και "" είναι η συγκέντρωση της βάσης . Εξετάστε ένα ρυθμιστικό που συνδυάζει 4.0 Μ αμμωνία (NH3) με ιόν αμμωνίου 1.3 Μ (NH4 +), συμβουλευτείτε έναν πίνακα pKb για να εντοπίσετε ammonias pKb, 4.75. Χρησιμοποιώντας την εξίσωση buffer, καθορίστε ότι pOH = 4.75 + log (1.3 / 4.0) = 4.75 + log (0.325) = 4.75 + (-.488) = 4.6. Θυμηθείτε ότι pOH = 14 - pH, έτσι ώστε το pH = 14-pOH = 14 - 4.6 = 9.4.
Προσδιορίστε τη συγκέντρωση ενός ασθενούς οξέος (ή της συζευγμένης βάσης του), λαμβάνοντας υπόψη το pH του, το pKa και τη συγκέντρωση του ασθενούς οξέος (ή της συζευγμένης βάσης του). Έχοντας κατά νου ότι μπορείτε να ξαναγράψετε ένα "πηλίκο" λογαρίθμων - δηλ. log (x / y) - ως log x - log y, ξαναγράψουμε την εξίσωση Henderson Hasselbalch ως pH = pKa + log - log. Εάν έχετε ρυθμιστικό διάλυμα του ανθρακικού οξέος με ένα ρΗ 6,2 που γνωρίζετε ότι είναι φτιαγμένο με ανθρακικό υδρογόνο 1,37 Μ, υπολογίστε τον ως ακολούθως: 6.2 = 6.37 + log (1.37) - log = 6.37 + .137 - log. Με άλλα λόγια log = 6.37 - 6.2 + .137 = .307. Υπολογίστε λαμβάνοντας το "αντίστροφο αρχείο καταγραφής" (10 ^ x στον υπολογιστή σας) .307.Η συγκέντρωση του ανθρακικού οξέος είναι έτσι 2.03 Μ.
Υπολογίστε τη συγκέντρωση μιας ασθενούς βάσης (ή του συζυγούς οξέος), δεδομένου του pH, του pKb και της συγκέντρωσης του ασθενούς οξέος (ή της συζευγμένης βάσης του). Προσδιορίστε τη συγκέντρωση αμμωνίας σε ρυθμιστικό διάλυμα αμμωνίας με ρΗ 10,1 και συγκέντρωση ιόντων αμμωνίου 0,98 Μ, έχοντας κατά νου ότι η εξίσωση Henderson Hasselbalch λειτουργεί επίσης για τις βάσεις - εφ 'όσον χρησιμοποιείτε ρΗΗ αντί για ρΗ. Μετατρέψτε το pH σας σε pOH ως εξής: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Στη συνέχεια, συνδέστε τις τιμές σας στην αλκαλική εξίσωση buffer "pOH = pKb + log - log" ως εξής: 3.9 = 4.75 + log - log = 4.75 + (-0.009) - log. Δεδομένου ότι η τιμή log = 4.75 - 3.9 - .009 = .841, η συγκέντρωση της αμμωνίας είναι η αντίστροφη λογαριθμική τιμή (10 ^ x) ή .841 ή 6.93 Μ.