Conţinut
pH-ul și pKa sunt parametri importanți ai soluției în multe domenii ale chimiei, inclusiv calcule care implică echilibru acido-bazic. pH-ul este măsura universală a acidității, definită ca logaritmul negativ, până la baza 10, a „concentrației ionice de hidrogen” a unei soluții și este exprimată ca: pH = -log. Parantezele indică concentrație, iar semnul "+" indică încărcarea ionului de hidrogen. pKa este logaritmul negativ, până la baza 10, a „constantei de disociere” a unui acid slab. De exemplu, disocierea unui acid slab „HA” este scrisă: Ka = /, unde A- este „baza conjugată” a acidului. Prin urmare, pKa = -log Ka. Fiecare acid slab are o valoare unică pKa. Utilizați ecuația Henderson-Hasselbalch pentru a calcula pH-ul unei soluții tampon, care este o soluție a unui acid slab și a bazei sale conjugate, când pKa a acidului este cunoscut. Această ecuație este exprimată: pH = pKa + log (/).
Presupunem că aveți o soluție tampon care a fost preparată prin adăugarea a 25,0 ml dintr-o soluție 0,1 M de hidroxid de sodiu (NaOH) la 75,0 ml soluție 0,1 M de acid acetic (CH3COOH), unde „M” denotă concentrația molară. Rețineți că acidul acetic reacționează cu NaOH pentru a forma baza conjugată, CH3C00H-, după cum urmează: CH3COOH + NaOH = CH3C00- + Na + H20. Pentru a calcula pH-ul, este necesar să se calculeze cantitățile de acid și baza conjugată în soluția tampon în urma reacției.
Calculați alunitele inițiale de bază și acid în soluția tampon. De exemplu, moli de NaOH = 25,0 ml x 0,1 mol / litru x 1 litru / 1000 ml = 0,0025 moli; moli de CH3COOH = 75,0 ml x 0,10 mol / litru x 1 litru / 1000 ml = 0,0075 moli.
Rețineți că, la amestecarea soluțiilor, CH3COOH consumă ioni OH- (hidroxil) asociați cu NaOH, astfel încât ceea ce rămâne este 0,0050 moli de CH3COOH (acid), 0,0025 moli de CH3COO- (bază) și 0 moli de OH- .
Se înlocuiește pKa acidului (4,74 pentru acidul acetic) și concentrațiile de acid și bază în ecuația Henderson-Hasselbalch pentru a calcula pH-ul soluției tampon. De exemplu, pH = 4,74 + log (0,0025 / 0,005) = 4,74 + log 0,5 = 4,44.