Slik beregner du bufferkapasitet

Buffere som vanligvis brukes består av enten en svak syre og dens konjugerte base eller en svak base og dens konjugerte syre.

Buffer Solution - Eksempler

1. HCO₃^- / CO₃^2- buffer
2. H₂PO₄^- / HPO₄^2- buffer
3. CH₃COOH / CH₃COO^- na⁺ buffer

Fremstilling av bufferløsning

Når vi ønsker å forberede bufferløsning, tar vi,

1. En syre som har den nærmeste pKa-verdien til ønsket pH og dens konjugatbasesalt eller,
2. En base som har den nærmeste 14-pKb-verdien til ønsket pH og dens konjugerte syresalt.

Buffer-forhold

Buffertforholdet mellom de to komponentene er funnet av den berømte Henderson-Hassel Bach-ligningen

 pH = pKa + log B / A    (B = base, A = syre)

Bufferkapasitet

Bufferkapasitet forteller oss hvor sterk bufferen er når det gjelder å motstå tillegg av base eller syre. Dette avhenger av to ting, bufferforholdet og de faktiske konsentrasjonene av de to komponentene. En buffer er sterk når begge komponentene er i like store konsentrasjoner. Dette skjer bare hvis pH = pKa eller 14-PKb. Også, vi vet at bufferforholdet kunne oppnås på flere måter.

For eksempel, hvis B / A = 2 da kunne den bli oppnådd av,

B = 2 form^-3    og A = 1 form^-3

B = 0,2 m3^-3 og A = 0,1 form^-3

B = 0,02 mugg^-3 og A = 0,01 mugg^-3 og så videre.

Det har imidlertid vist seg at høyere konsentrasjoner, høyere bufferkapasiteten.

Bufferkapasitet er gitt ved bufferindeks β.

β = ΔB / ΔpH

ΔB = mengde sterk syre eller sterk base tilsatt (i molaritetsform^-3) og ΔpH = pH-differansen forårsaket av tilsetning av en sterk base eller sterk syre.

Slik beregner du bufferkapasitet 

TRINN 1: Ta 1 dm³ av buffer av interesse (1 liter)

TRINN 2: Mål opprinnelig pH ved å bruke en nøyaktig kalibrert pH-meter, pH_x.

TRINN 3: Legg til en kjent mengde sterk syre / sterk base og bland løsningen godt, slik at det blir likeverdig.

TRINN 4: Mål den endelige pH-verdien til blandingen med en nøyaktig kalibrert pH-meter, pH_y.

TRINN 5: BEREGNING

For å illustrere bruker jeg eddiksbuffer, tilsatt mengde NaOH = 0,02 mol, pH x = 4,75 pH_y= 5,20

Bytte til ligningen,

β = ΔB / ΔpH = 0,02 mol / (5,20-4,75)

                                = 0,044 mol

MERK: Altid bufferkapasiteten er beregnet for 1 dm³ av bufferen. Hvis du bruker et annet buffervolum, må du alltid beregne tilsvarende.

Si, den ovennevnte pH-forskjellen ble gitt med 500,0 cm³ av bufferen, da β = (0,044 mol / 2) = 0,022 mol

Fordi volumet er ½ av 1dm³ verdien oppnådd multipliseres med ½.