Sisu
pH ja pKa on olulised lahuseparameetrid paljudes keemiavaldkondades, sealhulgas happe-aluse tasakaalu puudutavad arvutused. pH on happesuse universaalne mõõt, mis on määratletud negatiivse logaritmina aluse 10 suhtes vesinikuiooni kontsentratsiooni lahuses ja mida väljendatakse järgmiselt: pH = -loog. Sulud tähistavad kontsentratsiooni ja märk "+" tähistab vesinikuiooni laengut. pKa on nõrga happe “dissotsiatsioonikonstandi” negatiivne logaritm aluse 10 suhtes. Näiteks kirjutatakse nõrga happe “HA” dissotsiatsioon: Ka = /, kus A- on happe “konjugeeritud alus”. Seetõttu pKa = -log Ka. Igal nõrgal happel on ainulaadne pKa väärtus. Puhverlahuse, mis on nõrga happe ja selle konjugeeritud aluse lahus, pH arvutamiseks kasutage Hendersoni-Hasselbalchi võrrandit, kui happe pKa on teada. Seda võrrandit väljendatakse: pH = pKa + log (/).
Oletame, et teil on puhverlahus, mis valmistati 25,0 ml 0,1 M naatriumhüdroksiidi (NaOH) lahuse lisamisega 75,0 ml äädikhappe (CH3COOH) 0,1 M lahusele, kus “M” tähistab molaarset kontsentratsiooni. Pange tähele, et äädikhape reageerib NaOH-ga, moodustades konjugeeritud aluse, CH3C00H-, järgmiselt: CH3COOH + NaOH = CH3C00- + Na + H20. PH arvutamiseks on vaja arvutada happe ja konjugeeritud aluse kogused puhverlahuses pärast reaktsiooni.
Arvutage aluse ja happe esialgsed moolid puhverlahuses. Näiteks NaOH moolid = 25,0 ml x 0,1 mooli / liiter x 1 liiter / 1000 ml = 0,0025 mooli; mooli CH3COOH = 75,0 ml x 0,10 mooli / liiter x 1 liiter / 1000 ml = 0,0075 mooli.
Pange tähele, et lahuste segamisel kulutab CH3COOH NaOH-ga seotud OH- (hüdroksüül) ioone, nii et järele jääb 0,0050 mooli CH3COOH (hape), 0,0025 mooli CH3COO- (alus) ja 0 mooli OH- .
Asendage happe pKa (äädikhappe jaoks 4,74) ning happe ja aluse kontsentratsioonid Hendersoni-Hasselbalchi võrrandisse puhverlahuse pH arvutamiseks. Näiteks pH = 4,74 + log (0,0025 / 0,005) = 4,74 + log 0,5 = 4,44.