Puskurin pH -laskuri

Puskurin pH -laskuri – heikko happo ja sen suola

Tällä laskurilla lasket puskuriliuoksen pH:n heikon hapon ja sen konjugaattiemäksen ainemääristä. Laskuri laskee ainemäärät pitoisuuksista ja tilavuuksista ja soveltaa Henderson-Hasselbalch-yhtälöä. Saat sekä puskurin pH:n että lopulliset pitoisuudet.

Miten puskuri toimii?

Puskuriliuos koostuu heikosta haposta ja sen konjugaattiemäksestä. Kun liuokseen lisätään happoa, konjugaattiemäs sitoo sen, ja kun lisätään emästä, heikko happo neutraloi sen. Näin pH pysyy lähes muuttumattomana. Puskureita esiintyy esimerkiksi veressä ja niitä käytetään laboratoriossa.

Kaava

Puskurin pH lasketaan Henderson-Hasselbalch-yhtälöllä. Koska happo ja emäs ovat samassa tilavuudessa, voidaan käyttää suoraan ainemääriä.

pH = pKa + log(n(emäs) / n(happo))

Kaavassa pKa on hapon happovakion negatiivinen logaritmi, n(emäs) konjugaattiemäksen ainemäärä ja n(happo) hapon ainemäärä. Ainemäärä lasketaan kaavalla n = c × V.

Vaiheittainen esimerkki

Sekoitetaan 100 ml 0,10 mol/l etikkahappoa ja 100 ml 0,10 mol/l natriumasetaattia. Etikkahapon pKa = 4,76. Mikä on pH?

1. Laske ainemäärät: n(happo) = 0,10 × 0,100 = 0,010 mol ja n(emäs) = 0,10 × 0,100 = 0,010 mol.
2. Suhde ja logaritmi: n(emäs)/n(happo) = 1, log(1) = 0.
3. pH = 4,76 + 0 = 4,76.

Pitoisuussuhteen vaikutus

• Yhtä suuret ainemäärät: pH = pKa.
• Enemmän emästä: pH nousee pKa:n yläpuolelle.
• Enemmän happoa: pH laskee pKa:n alapuolelle.

Yksiköt

Pitoisuudet annetaan yksikössä mol/l ja tilavuudet litroina (tai millilitroina, jolloin ne muunnetaan litroiksi). Ainemäärät tulevat mooleina. pKa ja pH ovat yksiköttömiä. Lopulliset pitoisuudet lasketaan kokonaistilavuudessa, joka on hapon ja emäksen tilavuuksien summa.

Yleisiä sudenkuoppia

• Muista, että tilavuudet supistuvat pH-laskussa, mutta lopullisissa pitoisuuksissa käytetään kokonaistilavuutta.
• Aseta osoittajaan emäs ja nimittäjään happo.
• Valitse happo, jonka pKa on lähellä haluttua pH:ta, jotta puskuri toimii hyvin.

Mihin laskuria käytetään?

Puskurin pH:n laskeminen on tärkeä taito lukion ja korkeakoulun kemiassa (KE). Sitä tarvitaan puskuriliuosten valmistuksessa ja happo-emäskemian ymmärtämisessä. Henderson-Hasselbalch-yhtälö yhdistää pKa:n, pitoisuudet ja pH:n yhdeksi käteväksi työkaluksi.