Innehåll
pH och pKa är viktiga lösningsparametrar inom många områden inom kemi, inklusive beräkningar som involverar syra-basjämvikt. pH är det universella måttet på surhet, definierad som den negativa logaritmen, till basen 10, av "vätejonkoncentrationen" i en lösning, och uttrycks som: pH = -log. Fästarna anger koncentration och "+" -tecknet anger vätejonens laddning. pKa är den negativa logaritmen, till basen 10, av "dissociationkonstanten" för en svag syra. Till exempel skrivs dissociationen av en svag syra "HA": Ka = /, där A- är den "konjugerade basen" av syran. Därför pKa = -log Ka. Varje svag syra har ett unikt pKa-värde. Använd Henderson-Hasselbalch-ekvationen för att beräkna pH för en buffertlösning, som är en lösning av en svag syra och dess konjugatbas, när pKa för syran är känd. Denna ekvation uttrycks: pH = pKa + log (/).
Antag att du har en buffertlösning som framställdes genom att tillsätta 25,0 ml av en 0,1 M natriumhydroxid (NaOH) -lösning till 75,0 ml av en 0,1 M lösning av ättiksyra (CH3COOH), där "M" betecknar molkoncentrationen. Observera att ättiksyra reagerar med NaOH för att bilda konjugatbasen, CH3C00H-, enligt följande: CH3COOH + NaOH = CH3C00- + Na + H20. För att beräkna pH är det nödvändigt att beräkna mängden syra och konjugatbas i buffertlösningen efter reaktionen.
Beräkna de initiala molerna bas och syra i buffertlösningen. Till exempel mol NaOH = 25,0 ml x 0,1 mol / liter x 1 liter / 1000 ml = 0,0025 mol; mol CH3COOH = 75,0 ml x 0,10 mol / liter x 1 liter / 1000 ml = 0,0075 mol.
Observera att CH3COOH efter blandning av lösningarna konsumerar OH- (hydroxyl) -jonerna associerade med NaOH, så att det som återstår är 0,0050 mol CH3COOH (syra), 0,0025 mol CH3COO- (bas) och 0 mol OH- .
Byt ut pKa för syran (4,74 för ättiksyra) och syra- och baskoncentrationerna i Henderson-Hasselbalch-ekvationen för att beräkna buffertlösningens pH. Exempelvis pH = 4,74 + log (0,0025 / 0,005) = 4,74 + log 0,5 = 4,44.