Sadržaj
pH i pKa važni su parametri otopine u mnogim područjima kemije, uključujući proračune koji uključuju acidobazne ravnoteže. pH je univerzalna mjera kiselosti, definirana kao negativni logaritam, na bazu 10, koncentracije "vodikovih iona" u otopini, a izražava se kao: pH = -log. Uglati zagrade označavaju koncentraciju, a znak "+" označava naboj vodikovog iona. pKa je negativni logaritam, na bazi 10, "konstante disocijacije" slabe kiseline. Na primjer, disocijacija slabe kiseline "HA" piše: Ka = /, gdje je A- "konjugirana baza" kiseline. Stoga je pKa = -log Ka. Svaka slaba kiselina ima jedinstvenu vrijednost pKa. Pomoću Henderson-Hasselbalch-ove jednadžbe izračunajte pH puferske otopine, koja je otopina slabe kiseline i njene konjugirane baze, kada je pKa kiseline poznat. Ova jednadžba je izražena: pH = pKa + log (/).
Pretpostavimo da imate pufersku otopinu koja je pripremljena dodavanjem 25,0 ml 0,1 M otopine natrijevog hidroksida (NaOH) u 75,0 ml 0,1 M otopine octene kiseline (CH3COOH), gdje "M" označava molarnu koncentraciju. Imajte na umu da octena kiselina reagira s NaOH da formira konjugiranu bazu, CH3C00H-, kako slijedi: CH3COOH + NaOH = CH3C00- + Na + H20. Da bi se izračunao pH, potrebno je izračunati količine kiseline i baze konjugata u puferskoj otopini nakon reakcije.
Izračunajte početne molove baze i kiseline u puferskoj otopini. Na primjer, molovi NaOH = 25,0 ml x 0,1 mola / litra x 1 litra / 1000 ml = 0,0025 molova; mola CH3COOH = 75,0 ml x 0,10 mola / litre x 1 litra / 1000 ml = 0,0075 molova.
Imajte na umu da nakon miješanja otopina CH3COOH troši OH- (hidroksil) ione povezane s NaOH, tako da preostaje 0,0050 molova CH3COOH (kiseline), 0,0025 molova CH3COO- (baze) i 0 mola OH- ,
Supstituirajte pKa kiseline (4,74 za octenu kiselinu) i koncentracije kiselina i baza u Henderson-Hasselbalch-ovu jednadžbu da biste izračunali pH puferske otopine. Na primjer, pH = 4,74 + log (0,0025 / 0,005) = 4,74 + log 0,5 = 4,44.