Kas ir Hendersona-Haselbalha vienādojums?

Saskaņā ar Bronsteda-Lowry teoriju skābe ir jebkura molekula, kas spēj ziedot ūdeņraža protonu, bet bāze ir molekula, kas spēj pieņemt protonu. Skābes, HA, disociācijas reakcija izraisa H+, kas tiek ziedots, un A-. Šo A- tad sauc par konjugāta bāzi. Hendersona-Haselbalha vienādojums ir izveidots, izmantojot šo disociācijas reakciju, kas pārstrādāta skābes disociācijas konstantei.

Skābes disociācijas konstante, ko apzīmē Ka, ir disociācijas reakcijas līdzsvara punkts. Tas ir attēlots formulā Ka = ([A-][H+]) / [HA], kur A-, H+ un HA apzīmē attiecīgās koncentrācijas molos litrā. Tā kā Hendersona-Haselbalha vienādojums atrisina pH, Ka vienādojums ir jāpārstrādā.

Pārvēršana notiek ap faktu, ka pH = -log[H+], kas nozīmē, ka tam vajadzētu parādīties konvertētajā vienādojumā. A -log tiek reizināts ar abām Ka vienādojuma pusēm pie -logKa = -log([A-][H+]) / [HA], un pēc tam logaritmiskais sadalījums pārvērš to par -logK = -log[H+] + (-log ([A-] / [HA])). Izmantojot pH definīciju un to, ka pKa = -logK, var uzrakstīt pKa = pH – log ([A-] / [HA]). Runājot par pH līmeni, tas kļūst par pH = pK + log ([A-] / [HA]).

Hendersona-Haselbalha vienādojumu var izmantot, ievietojot zināmo konjugāta bāzes koncentrāciju A- un zināmo vājās skābes koncentrāciju HA. Buferšķīduma piemērs varētu ietvert 0.10 molus etiķskābes (HC2H3O2) un 0.45 molus acetāta jonu (C2H3O2) ar pK vērtību 1.7 x 10-5. Iegūtais vienādojums: pH = -log (1.7 x 10-5) + log (0.45 / 0.10) = 5.4.

Atrisinot Hendersona-Haselbalha vienādojumu skābes vai bāzes koncentrācijai, var noteikt, cik daudz izmantot, veidojot buferšķīdumu. Buferi tiek izmantoti titrēšanai, lai noteiktu citu skābju-bāzes pāru pH līmeni. Tos var izmantot arī rūpniecībā, kur ir nepieciešams labi pārvaldīt pH līmeni. Šampūns nekļūst pārāk kodīgs, un alus nebojājas, jo ir pievienoti labi aprēķināti buferi.