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Na química, um "tampão" é uma solução que você adiciona a outra solução para equilibrar seu pH, sua acidez relativa ou sua alcalinidade. Você cria um buffer usando um ácido ou base "fraco" e sua base ou ácido "conjugado", respectivamente. Para determinar o pH de um buffer - ou extrapolar do pH a concentração de qualquer um de seus componentes - você pode fazer uma série de cálculos com base na equação de Henderson-Hasselbalch, também conhecida como "equação de buffer".
Use a equação do tampão para determinar o pH de uma solução tampão ácida, considerando determinadas concentrações ácido-base. A equação de Henderson-Hasselbalch é a seguinte: pH = pKa + log (/), onde "pKa" é a constante de dissociação, um número exclusivo para cada ácido "" representa a concentração da base conjugada em moles por litro (M) e "" representa a concentração do próprio ácido. Por exemplo, considere um tampão que combine 2,3 M de ácido carbônico (H2CO3) com 0,78 M de íon hidrogenocarbonato (HCO3-). Consulte uma tabela de pKa para verificar se o ácido carbônico tem um pKa de 6,37. Ao conectar esses valores à equação, você vê que pH = 6,37 + log (0,78 / 2,3) = 6,37 + log (0,333) = 6,37 + (-0,470) = 5,9.
Calcule o pH de uma solução tampão alcalina (ou básica). Você pode reescrever a equação de Henderson-Hasselbalch para bases: pOH = pKb + log (/), onde "pKb" é a constante de dissociação de bases "," representa a concentração de um ácido conjugado de bases e "" é a concentração da base . Considere um tampão que combina amônia 4,0 M (NH3) com íon amônio 1,3 M (NH4 +). Consulte uma tabela de pKb para localizar as amônia pKb, 4,75. Usando a equação do buffer, determine que pOH = 4,75 + log (1,3 / 4,0) = 4,75 + log (0,325) = 4,75 + (-488) = 4,6. Lembre-se de que pOH = 14 - pH, então pH = 14-pOH = 14 - 4,6 = 9,4.
Determine a concentração de um ácido fraco (ou sua base conjugada), dado seu pH, pKa e a concentração do ácido fraco (ou sua base conjugada). Lembre-se de que você pode reescrever um "quociente" de logaritmos - ou seja, log (x / y) - como log x - log y, reescreva a equação de Henderson Hasselbalch como pH = pKa + log - log. Se você possui um tampão de ácido carbônico com um pH de 6,2 que é produzido com carbonato de hidrogênio 1,37 M, calcule o seguinte: 6.2 = 6.37 + log (1.37) - log = 6.37 + .137 - log. Em outras palavras, log = 6,37 - 6,2 + .137 = 0,307. Calcule tomando o "log inverso" (10 ^ x na sua calculadora) de 0,307.A concentração de ácido carbônico é, portanto, de 2,03 M.
Calcule a concentração de uma base fraca (ou seu ácido conjugado), considerando seu pH, pKb e a concentração do ácido fraco (ou sua base conjugada). Determine a concentração de amônia em um tampão de amônia com pH de 10,1 e concentração de íons de amônio de 0,98 M, tendo em mente que a equação de Henderson Hasselbalch também funciona para bases - desde que você use pOH em vez de pH. Converta seu pH em pOH da seguinte maneira: pOH = 14 - pH = 14 - 10,1 = 3,9. Em seguida, conecte seus valores à equação do buffer alcalino "pOH = pKb + log - log" da seguinte maneira: 3.9 = 4.75 + log - log = 4.75 + (-0.009) - log. Como log = 4,75 - 3,9 - 0,009 = 0,841, a concentração de amônia é o log inverso (10 ^ x) ou 0,841 ou 6,93 M.