Puskurin tiedot
Valitse, annatko hapon pKa-arvon suoraan vai happovakion Ka. Syötä sitten konjugaattiemäksen [A⁻] ja hapon [HA] pitoisuudet; vain niiden suhde vaikuttaa pH:hon.
pKa (yleisiä):
Henderson-Hasselbalch-laskuri
Laske puskuriliuoksen pH Henderson-Hasselbalchin yhtälöllä pH = pKa + log([A⁻]/[HA]) pKa-arvosta ja emäksen ja hapon pitoisuuksien suhteesta.
Tulokset
Henderson-Hasselbalch-laskuri – puskurin pH
Tällä laskurilla lasket puskuriliuoksen pH:n hapon pKa-arvosta ja konjugaattiemäksen ja hapon pitoisuuksien suhteesta. Laskuri käyttää Henderson-Hasselbalch-yhtälöä. Voit syöttää pKa:n suoraan tai antaa happovakion Ka, jolloin laskuri laskee pKa:n.
Mikä on puskuriliuos?
Puskuriliuos vastustaa pH:n muutoksia, kun siihen lisätään happoa tai emästä. Se koostuu heikosta haposta ja sen konjugaattiemäksestä (tai heikosta emäksestä ja sen konjugaattihaposta). Puskureita tarvitaan esimerkiksi elimistössä ja laboratoriossa pitämään pH vakaana.
Kaava
Puskurin pH saadaan lisäämällä pKa-arvoon pitoisuussuhteen logaritmi.
pH = pKa + log([A⁻] / [HA])
Kaavassa pKa on hapon happovakion negatiivinen logaritmi, [A⁻] konjugaattiemäksen pitoisuus ja [HA] hapon pitoisuus. Logaritmi on kymmenkantainen. Jos käytät Ka:ta, pKa = −log(Ka).
Vaiheittainen esimerkki
Etikkahappo-asetaattipuskurissa pKa = 4,76. Konjugaattiemästä (asetaatti) on 0,10 mol/l ja happoa (etikkahappo) 0,10 mol/l. Mikä on pH?
- Laske pitoisuussuhde: [A⁻]/[HA] = 0,10 / 0,10 = 1.
- Logaritmi: log(1) = 0.
- pH = pKa + 0 = 4,76. Kun pitoisuudet ovat yhtä suuret, pH on yhtä suuri kuin pKa.
Suhteen vaikutus pH:hon
- Kun [A⁻] = [HA], pH = pKa.
- Kun emästä on enemmän ([A⁻] > [HA]), pH on pKa:ta suurempi.
- Kun happoa on enemmän ([HA] > [A⁻]), pH on pKa:ta pienempi.
Yksiköt
Pitoisuudet annetaan tyypillisesti yksikössä mol/l, mutta vain niiden suhde merkitsee, joten yksikkö voi olla mikä tahansa, kunhan se on sama molemmilla. pKa ja pH ovat yksiköttömiä logaritmisia suureita. Logaritmi on aina kymmenkantainen.
Yleisiä sudenkuoppia
- Aseta osoittajaan konjugaattiemäs [A⁻] ja nimittäjään happo [HA], ei toisin päin.
- Käytä kymmenkantaista logaritmia, älä luonnollista logaritmia.
- Jos sinulla on Ka, muista muuntaa se ensin pKa-arvoksi.
Mihin laskuria käytetään?
Henderson-Hasselbalch-yhtälö on keskeinen lukion ja korkeakoulun kemian (KE) happo-emäskemiassa. Sitä käytetään puskuriliuosten suunnitteluun ja pH:n laskemiseen, ja se selittää, miten puskuri pitää pH:n vakaana. Yhtälö liittyy läheisesti pKa:han ja titrauskäyriin.
Usein kysytyt kysymykset
Mikä on Henderson-Hasselbalch-yhtälö?
Henderson-Hasselbalch-yhtälö pH = pKa + log([A⁻]/[HA]) kuvaa puskuriliuoksen pH:n riippuvuutta hapon pKa-arvosta ja konjugaattiemäksen ja hapon pitoisuuksien suhteesta. Sen avulla lasketaan heikon hapon ja sen suolan muodostaman puskurin pH.
Miten puskurin pH lasketaan?
Lisää hapon pKa-arvoon konjugaattiemäksen ja hapon pitoisuuksien suhteen kymmenkantainen logaritmi: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]). Jos pitoisuudet ovat yhtä suuret, suhde on 1 ja log(1) = 0, jolloin pH = pKa.
Mitä pKa tarkoittaa?
pKa on hapon happovakion Ka negatiivinen kymmenkantainen logaritmi: pKa = −log(Ka). Mitä pienempi pKa, sitä vahvempi happo. pKa-arvo kertoo, missä pH:ssa happo on puoliksi protonoitunut ja puoliksi dissosioitunut.
Milloin puskuri toimii parhaiten?
Puskuri toimii tehokkaimmin, kun pH on lähellä hapon pKa-arvoa eli kun konjugaattiemäksen ja hapon pitoisuudet ovat lähellä toisiaan. Käytännössä puskurin tehokas alue on noin pKa ± 1 pH-yksikköä.
Voiko pitoisuuksina käyttää ainemääriä?
Kyllä, koska kaavassa esiintyy vain pitoisuuksien suhde. Jos happo ja emäs ovat samassa liuoksessa eli samassa tilavuudessa, tilavuus supistuu pois ja voit käyttää suoraan ainemääriä (mooleja) pitoisuuksien sijaan.
Oliko tästä laskurista apua?