Hur man beräknar buffertkapacitet

Buffertar som vanligtvis används består av antingen en svag syra och dess konjugerade bas eller en svag bas och dess konjugerade syra.

Buffertlösning - Exempel

1. HCO₃^- / CO₃^2- buffert
2. H₂PO₄^- / HPO₄^2- buffert
3. CH₃COOH / CH₃KUTTRA^- na⁺ buffert

Framställning av buffertlösning

När vi vill förbereda buffertlösning tar vi,

1. En syra som har det närmaste pKa-värdet till det önskade pH-värdet och dess konjugatbas-salt eller,
2. En bas som har det närmaste 14-pKb-värdet till det önskade pH-värdet och dess konjugerade syrasalt.

Buffertförhållande

Buffertförhållandet mellan de två komponenterna återfinns av den berömda Henderson-Hassel Bach ekvationen

 pH = pKa + log B / A    (B = bas, A = syra)

Buffertkapacitet

Buffertkapaciteten berättar hur stark bufferten är när det gäller att motstå eventuella tillsatser av bas eller syra. Det beror på två saker, buffertförhållandet och de faktiska koncentrationerna av de två komponenterna. En buffert är stark när båda komponenterna är i lika stora koncentrationer. Detta händer endast om pH = pKa eller 14-PKb. Vi vet också att buffertförhållandet kan erhållas på flera sätt.

Om B / A = 2 till exempel skulle det kunna erhållas med,

B = 2 mögel^-3    och A = 1 mögel^-3

B = 0,2 mögel^-3 och A = 0,1 mögel^-3

B = 0,02 mögel^-3 och A = 0,01 mögel^-3 och så vidare.

Det har emellertid visat sig att högre koncentrationer, högre bufferkapaciteten.

Buffertkapaciteten ges av buffertindex β.

p = ΔB / ΔpH

ΔB = mängd stark syra eller stark bas tillsatt (i molaritet mögel^-3) och ΔpH = pH-skillnaden orsakad av tillsatsen av en stark bas eller stark syra.

Hur man beräknar buffertkapacitet 

STEG 1: Ta 1 dm³ av bufferten av intresse (1 liter)

STEG 2: Mäta det ursprungliga pH-värdet genom att använda en noggrant kalibrerad pH-mätare, pH_x.

STEG 3: Lägg till en känd mängd stark syra / stark bas och blanda lösningen väl och möjliggöra jämviktning.

STEG 4: Mät blandningens slutliga pH med en noggrant kalibrerad pH-mätare, pH_y.

STEG 5: BERÄKNING

För att illustrera använder jag ättikabuffer, tillsatt mängd NaOH = 0,02 mol, pH x = 4,75 pH_y= 5,20

Att ersätta ekvationen,

p = ΔB / ΔpH = 0,02 mol / (5,20-4,75)

                                = 0,044 mol

OBS: Buffertkapaciteten är alltid beräknad för 1 dm³ av bufferten. Om du använder en annan buffertvolym ska du alltid beräkna i enlighet med detta.

Säg att ovanstående pH-skillnad gavs med 500,0 cm³ av bufferten, då p = (0,044 mol / 2) = 0,022 mol

Eftersom volymen är ½ av 1dm³ det erhållna värdet multipliceras med ½.