Contenuto
In chimica, un "tampone" è una soluzione che aggiungi a un'altra soluzione per bilanciare il suo pH, la sua acidità relativa o la sua alcalinità. Si crea un buffer usando rispettivamente un acido o una base "debole" e la sua base o acido "coniugato". Per determinare il pH di un buffer - o estrapolare dal suo pH la concentrazione di uno qualsiasi dei suoi componenti - è possibile effettuare una serie di calcoli basati sull'equazione di Henderson-Hasselbalch, nota anche come "equazione del buffer".
Utilizzare l'equazione del tampone per determinare il pH di una soluzione tampone acida, date determinate concentrazioni acido-base. L'equazione di Henderson-Hasselbalch è la seguente: pH = pKa + log (/), dove "pKa" è la costante di dissociazione, un numero univoco per ciascun acido, "" rappresenta la concentrazione della base coniugata in moli per litro (M) e "" rappresenta la concentrazione dell'acido stesso. Ad esempio, si consideri un tampone che combina acido carbonico 2,3 M (H2CO3) con ione idrogeno carbonato .78 M (HCO3-). Consultare una tabella di pKa per vedere che l'acido carbonico ha una pKa di 6,37. Inserendo questi valori nell'equazione, vedi che pH = 6,37 + log (.78 / 2,3) = 6,37 + log (.339) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Calcola il pH di una soluzione tampone alcalina (o basica). Puoi riscrivere l'equazione di Henderson-Hasselbalch per le basi: pOH = pKb + log (/), dove "pKb" è la costante di dissociazione delle basi, "" sta per la concentrazione di un acido coniugato di basi e "" è la concentrazione della base . Si consideri un tampone che combina ammoniaca 4,0 M (NH3) con ione ammonio 1,3 M (NH4 +). Consultare una tabella pKb per individuare ammonie pKb, 4,75. Utilizzando l'equazione del buffer, determinare che pOH = 4,75 + log (1,3 / 4,0) = 4,75 + log (.325) = 4,75 + (-,488) = 4,6. Ricorda che pOH = 14 - pH, quindi pH = 14 -pOH = 14 - 4.6 = 9.4.
Determinare la concentrazione di un acido debole (o la sua base coniugata), dato il suo pH, pKa e la concentrazione dell'acido debole (o la sua base coniugata). Tenendo presente che è possibile riscrivere un "quoziente" di logaritmi, ad es. log (x / y) - come log x - log y, riscrive l'equazione di Henderson Hasselbalch come pH = pKa + log - log. Se si dispone di un tampone di acido carbonico con un pH di 6,2 che si sa che è fatto con carbonato di idrogeno 1,37 M, calcolare il seguente: 6.2 = 6.37 + log (1.37) - log = 6.37 + .137 - log. In altre parole, log = 6.37 - 6.2 + .137 = .307. Calcola prendendo il "registro inverso" (10 ^ x sulla tua calcolatrice) di .307.La concentrazione di acido carbonico è quindi di 2,03 M.
Calcola la concentrazione di una base debole (o del suo acido coniugato), dato il suo pH, pKb e la concentrazione dell'acido debole (o la sua base coniugata). Determina la concentrazione di ammoniaca in un tampone di ammoniaca con pH di 10,1 e concentrazione di ioni ammonio di .98 M, tenendo presente che l'equazione di Henderson Hasselbalch funziona anche per le basi, purché usi pOH anziché pH. Converti il tuo pH in pOH come segue: pOH = 14 - pH = 14 - 10.1 = 3.9. Quindi, inserisci i tuoi valori nell'equazione del buffer alcalino "pOH = pKb + log - log" come segue: 3.9 = 4.75 + log - log = 4.75 + (-0.009) - log. Poiché log = 4,75 - 3,9 - 0,009 = .841, la concentrazione di ammoniaca è il log inverso (10 ^ x) o .841 o 6,93 M.