ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್‌ಚ್ pH ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಬಫರ್ ಪರಿಹಾರಗಳಿಗೆ

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬಫರ್ ಪರಿಹಾರಗಳ pH ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. ಪರಿಹಾರ pH ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು pKa ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಪರ್ಯಾಯ ಆಧಾರದ ಕೇಂದ್ರೀಕೃತಗಳನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ.

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ಚ್ pH ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ಚ್ ಸಮೀಕರಣ

pH = pKa + log([A-]/[HA])

ಗಣಿತವಾದ pH

pH:7.00
ನಕಲು

ಬಫರ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ದೃಶ್ಯೀಕರಣ

📚

ದಸ್ತಾವೇಜನೆಯು

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ pH ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್

ಪರಿಚಯ

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ pH ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ buffer ಪರಿಹಾರಗಳು ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ಸಮತೋಲನಗಳೊಂದಿಗೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು, ಜೀವರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞರು ಮತ್ತು ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳಿಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಸಾಧನವಾಗಿದೆ. ಈ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್, ಆಮ್ಲ ವಿಲೀನ ಶಕ್ತಿ ಸ್ಥಿರಾಂಕ (pKa) ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಅದರ ಪರಿಕರ ಆಧಾರಗಳ ಸಂಬಂಧಿತ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ buffer ಪರಿಹಾರದ pH ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ. buffer pH ಅನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಮತ್ತು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು ವಿವಿಧ ಪ್ರಯೋಗಶಾಲಾ ವಿಧಾನಗಳು, ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ, ಮತ್ತು ಔಷಧೀಯ ರೂಪಾಂತರಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಥಿರ pH ಅನ್ನು ಕಾಪಾಡುವುದು ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ, ಇದು ರಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಅಥವಾ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗಾಗಿ ಅಗತ್ಯವಾಗಿದೆ.

buffer ಪರಿಹಾರಗಳು ಸ್ವಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ಆಧಾರವನ್ನು ಸೇರಿಸಿದಾಗ pH ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತವೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಅವು ಪ್ರಯೋಗಾತ್ಮಕ ಪರಿಸರಗಳಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಜೀವಿತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಅಮೂಲ್ಯವಾಗುತ್ತವೆ. ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವು ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ buffer ಪರಿಹಾರಗಳ pH ಅನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ pH ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ buffers ಅನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಗಣಿತೀಯ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣ

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಹೀಗಾಗಿ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ:

pH=pKa+log10([A][HA])\text{pH} = \text{pKa} + \log_{10}\left(\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\right)

ಅಲ್ಲಿ:

  • pH ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಆಯಾನ್ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ನ ಋಣಾತ್ಮಕ ಲಾಗಾರಿತಮ್
  • pKa ಆಮ್ಲ ವಿಲೀನ ಶಕ್ತಿ ಸ್ಥಿರಾಂಕ (Ka) ಯ ಋಣಾತ್ಮಕ ಲಾಗಾರಿತಮ್
  • [A⁻] ಪರಿಕರ ಆಧಾರದ ಮೋಲರ್ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್
  • [HA] ಅಸಮೀಕೃತ ಆಮ್ಲದ ಮೋಲರ್ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್

ಚರಗಳು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು

pKa (ಆಮ್ಲ ವಿಲೀನ ಶಕ್ತಿ ಸ್ಥಿರಾಂಕ)

pKa ಒಂದು ಆಮ್ಲದ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣ - ವಿಶೇಷವಾಗಿ, ಪ್ರೋಟಾನ್ ನೀಡಲು ಅದರ ಪ್ರವೃತ್ತಿ. ಇದು ಆಮ್ಲ ವಿಲೀನ ಶಕ್ತಿ ಸ್ಥಿರಾಂಕ (Ka) ಯ ಋಣಾತ್ಮಕ ಲಾಗಾರಿತಮ್ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ:

pKa=log10(Ka)\text{pKa} = -\log_{10}(\text{Ka})

pKa ಮೌಲ್ಯವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ:

  • ಇದು buffer ಅತ್ಯಂತ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ ಎಂಬ pH ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ
  • pKa ಯಿಂದ ±1 ಯುನಿಟ್ ಒಳಗೆ pH ಇದ್ದಾಗ buffer ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ
  • ಪ್ರತಿ ಆಮ್ಲಕ್ಕೆ ಅದರ ಅಣುಶ್ರೇಣಿಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ pKa ಮೌಲ್ಯವಿದೆ

ಪರಿಕರ ಆಧಾರ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್ [A⁻]

ಇದು ಆಮ್ಲವನ್ನು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಸ್ವೀಕರಿಸಿರುವ ಡೆಪ್ರೊಟೋನೇಟಡ್ ರೂಪದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ/ಅಸೆಟೇಟ್ buffer ನಲ್ಲಿ, ಅಸೆಟೇಟ್ ಆಯಾನ್ (CH₃COO⁻) ಪರಿಕರ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ.

ಆಮ್ಲ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್ [HA]

ಇದು ಅಸಮೀಕೃತ (ಪ್ರೋಟೋನೇಟಡ್) ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್. ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ/ಅಸೆಟೇಟ್ buffer ನಲ್ಲಿ, ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ (CH₃COOH) ಅಸಮೀಕೃತ ಆಮ್ಲವಾಗಿದೆ.

ವಿಶೇಷ ಪ್ರಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ತೀವ್ರ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು

  1. ಸಮಾನವಾದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ಗಳು: [A⁻] = [HA] ಆಗಿದ್ದಾಗ, ಲಾಗಾರಿತಮಿಕ ಪದವು log(1) = 0 ಆಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು pH = pKa. ಇದು buffer ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ತತ್ವವಾಗಿದೆ.

  2. ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ಗಳು: ಸಮೀಕರಣವು ಬಹಳ ದ್ರವ್ಯವಾದ ಪರಿಹಾರಗಳಿಗೆ ಮಾನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಇತರ ಅಂಶಗಳು, ಅಂದರೆ ನೀರಿನ ಸ್ವಯಂ-ಐಯೊನೈಸೇಶನ್, ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖವಾಗಬಹುದು.

  3. ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಣಾಮಗಳು: pKa ಮೌಲ್ಯವು ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಗಬಹುದು, ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ pH ಅನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು 25°C ನಲ್ಲಿ ವರದಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

  4. ಐಯೋನಿಕ್ ಶಕ್ತಿ: ಹೆಚ್ಚಿನ ಐಯೋನಿಕ್ ಶಕ್ತಿ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಕೋಫಿಷಿಯಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮಿತ pKa ಅನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತವೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಅಸಾಧಾರಣ ಪರಿಹಾರಗಳಲ್ಲಿ.

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಹೇಗೆ

ನಮ್ಮ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು buffer pH ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸುಲಭಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ನಿಮ್ಮ buffer ಪರಿಹಾರದ pH ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಈ ಹಂತಗಳನ್ನು ಅನುಸರಿಸಿ:

  1. ನಿಮ್ಮ ಆಮ್ಲದ pKa ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಮೊದಲಿನ ಇನ್ಪುಟ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ನಮೂದಿಸಿ

    • ಈ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ಉಲ್ಲೇಖ ಪುಸ್ತಕಗಳು ಅಥವಾ ಆನ್ಲೈನ್ ಡೇಟಾಬೇಸ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದು
    • ಸಾಮಾನ್ಯ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಉಲ್ಲೇಖ ಪಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾಗಿದೆ
  2. ಪರಿಕರ ಆಧಾರ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್ [A⁻] ಅನ್ನು mol/L (ಮೋಲರ್) ನಲ್ಲಿ ನಮೂದಿಸಿ

    • ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉಲ್ಲೇಖ ರೂಪದಲ್ಲಿ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸೋಡಿಯಮ್ ಅಸೆಟೇಟ್) ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್
  3. ಆಮ್ಲ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್ [HA] ಅನ್ನು mol/L (ಮೋಲರ್) ನಲ್ಲಿ ನಮೂದಿಸಿ

    • ಇದು ಅಸಮೀಕೃತ ಆಮ್ಲದ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ)
  4. ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತವಾಗಿ pH ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುತ್ತದೆ ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು

    • ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಎರಡು ದಶಮಲವಿಲ್ಲದ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ
  5. ನೀವು ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ನಕಲಿಸಬಹುದು ವರದಿಗಳು ಅಥವಾ ಮುಂದಿನ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಬಳಸಲು ನಕಲಿಸುವ ಬಟನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು

  6. buffer ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ದೃಶ್ಯೀಕರಣ pH ಗೆ buffer ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಹೇಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, pKa ಮೌಲ್ಯದಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ

ಇನ್ಪುಟ್ ಮಾನ್ಯತೆ

ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಬಳಕೆದಾರ ಇನ್ಪುಟ್‌ಗಳ ಮೇಲೆ ಈ ಕೆಳಗಿನ ಪರಿಶೀಲನೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ:

  • ಎಲ್ಲಾ ಮೌಲ್ಯಗಳು ಧನಾತ್ಮಕ ಸಂಖ್ಯೆಗಳಾಗಿರಬೇಕು
  • pKa ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಒದಗಿಸಬೇಕು
  • ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಪರಿಕರ ಆಧಾರ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ಗಳು ಶೂನ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಇರಬೇಕು

ಅಮಾನ್ಯ ಇನ್ಪುಟ್‌ಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಿದಾಗ, ದೋಷ ಸಂದೇಶಗಳು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆ ಮುಂದುವರಿಯುವ ಮೊದಲು ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಸರಿಪಡಿಸಲು ನಿಮಗೆ ಮಾರ್ಗದರ್ಶನ ನೀಡುತ್ತವೆ.

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್‌ಗಾಗಿ ಬಳಕೆದಾರಿಕೆಗಳು

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣ ಮತ್ತು ಈ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ವಿಜ್ಞಾನ ಶಾಖೆಗಳಾದ ಅನೇಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ:

1. ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ buffer ತಯಾರಿಕೆ

ಶೋಧಕರು ನಿರಂತರವಾಗಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ pH ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ buffer ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಬಳಸುವುದರಿಂದ:

  • ಉದಾಹರಣೆ: pH 7.2 ಯಲ್ಲಿ ಫೋಸ್ಫೇಟ್ buffer ಅನ್ನು pKa = 7.0 ಬಳಸಿಕೊಂಡು ತಯಾರಿಸಲು:
    1. pKa = 7.0 ಅನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ
    2. ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಪುನರ್‌ವ್ಯವಸ್ಥಿತ ಮಾಡಿ ಬೇಕಾದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು:
      • 7.2 = 7.0 + log([A⁻]/[HA])
      • log([A⁻]/[HA]) = 0.2
      • [A⁻]/[HA] = 10^0.2 = 1.58
    3. ಈ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ [A⁻] = 0.158 M ಮತ್ತು [HA] = 0.100 M

2. ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದ ಸಂಶೋಧನೆ

buffer ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಎಂಜೈಮ್ ಚಟುವಟಿಕೆಗಾಗಿ ಸೂಕ್ತ pH ಅನ್ನು ಕಾಪಾಡಲು ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾಗಿವೆ:

  • ಉದಾಹರಣೆ: pH 5.5 ನಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ಚಟುವಟಿಕೆ ಹೊಂದಿರುವ ಎಂಜೈಮ್ ಅನ್ನು ಅಸೆಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ/ಅಸೆಟೇಟ್ buffer (pKa = 4.76) ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದು:
    1. pKa = 4.76 ಅನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ
    2. ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ: [A⁻]/[HA] = 10^(5.5-4.76) = 10^0.74 = 5.5
    3. [ಅಸೆಟೇಟ್] = 0.055 M ಮತ್ತು [ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ] = 0.010 M ಇರುವ buffer ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸಿ

3. ಔಷಧೀಯ ರೂಪಾಂತರಗಳು

ಔಷಧದ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ದ್ರವ್ಯತೆಯನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ pH ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಕಾಪಾಡುವ ಮೂಲಕ ನಿರ್ಧಾರ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ:

  • ಉದಾಹರಣೆ: pH 6.8 ಅನ್ನು ಸ್ಥಿರತೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಔಷಧ. HEPES buffer (pKa = 7.5) ಬಳಸಿಕೊಂಡು:
    1. pKa = 7.5 ಅನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ
    2. ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ: [A⁻]/[HA] = 10^(6.8-7.5) = 10^(-0.7) = 0.2
    3. [HEPES⁻] = 0.02 M ಮತ್ತು [HEPES] = 0.10 M ಅನ್ನು ರೂಪಿಸು

4. ರಕ್ತ pH ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ

ಬಿಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ buffer ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮಾನವ ರಕ್ತದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಥಮಿಕ pH buffer ಆಗಿದೆ:

  • ಉದಾಹರಣೆ: ಬಿಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ರಕ್ತ pH ಅನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮಾಡುವುದು (pKa = 6.1):
    1. ಸಾಮಾನ್ಯ ರಕ್ತ pH ಸುಮಾರು 7.4
    2. [HCO₃⁻]/[H₂CO₃] = 10^(7.4-6.1) = 10^1.3 = 20
    3. ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 20 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಬಿಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಹೋಲಿಸುತ್ತಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ

5. ಪರಿಸರ ನೀರಿನ ಪರೀಕ್ಷೆ

ನೈಸರ್ಗಿಕ ನೀರಿನ ಶರೀರಗಳು ಪರಿಸರ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಕಾಪಾಡಲು buffer ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ:

  • ಉದಾಹರಣೆ: pH 6.5 ಹೊಂದಿರುವ ಕೀರಿಗೆ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ (pKa = 6.4) ಬಳಸಿಕೊಂಡು:
    1. pKa = 6.4 ಅನ್ನು ನಮೂದಿಸಿ
    2. [A⁻]/[HA] = 10^(6.5-6.4) = 10^0.1 = 1.26
    3. ಇದು ಸ್ವಲ್ಪ ಆಮ್ಲೀಯವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಆಮ್ಲೀಕರಣವನ್ನು ತಡೆಯಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣಕ್ಕೆ ಪರ್ಯಾಯಗಳು

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವು buffer ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ pH ನಿರ್ಧಾರಕ್ಕಾಗಿ ಪರ್ಯಾಯ ವಿಧಾನಗಳಿವೆ:

  1. ನೇರ pH ಅಳತೆಯು: ಕ್ಯಾಲಿಬ್ರೇಟೆಡ್ pH ಮೀಟರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ ಮೌಲ್ಯಗಳ ಬದಲು ನಿಜ pH ಓದುಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಎಲ್ಲಾ ಪರಿಹಾರ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸುತ್ತದೆ.

  2. ಪೂರ್ಣ ಸಮತೋಲನ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುಗಳು: ಬಹು-ಸಂವಿಧಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂಕೀರ್ಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ, ಸಂಪೂರ್ಣ ಸಮತೋಲನ ಸಮೀಕರಣಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ಸೆಟ್ ಅನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿರಬಹುದು.

  3. ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ವಿಧಾನಗಳು: ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಕೋಫಿಷಿಯಂಟ್‌ಗಳನ್ನು, ಬಹು-ಸಂವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸುವ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಕಾರ್ಯಕ್ರಮಗಳು ಅಸಾಧಾರಣ ಪರಿಹಾರಗಳ pH ಮುನ್ಸೂಚನೆಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾಗಿ ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ.

  4. ಗ್ರಾನ್ ಪ್ಲಾಟ್ ವಿಧಾನ: ಟಿಟ್ರೇಶನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕೊನೆಯ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಮತ್ತು buffer ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಬಳಸಬಹುದಾದ ಈ ಗ್ರಾಫಿಕಲ್ ವಿಧಾನ.

  5. ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಸಾಫ್ಟ್‌ವೇರ್: PHREEQC ಅಥವಾ Visual MINTEQ ಎಂಬಂತಹ ಕಾರ್ಯಕ್ರಮಗಳು ಪರಿಸರ ಮತ್ತು ಭೂಗರ್ಭಶಾಸ್ತ್ರದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ pH ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಸಂಕೀರ್ಣ ರಸಾಯನಿಕ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ಮಾದರೀಕರಿಸುತ್ತವೆ.

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣದ ಇತಿಹಾಸ

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣದ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು buffer ಪರಿಹಾರಗಳ ಕುರಿತು ನಮ್ಮ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯಲ್ಲಿ ಮಹತ್ವದ ಮೈಲಿಗಲ್ಲಾಗಿದೆ.

ಲಾರೆನ್ಸ್ ಜೋಸೆಫ್ ಹೆಂಡರ್ಸನ್ (1878-1942)

1908 ರಲ್ಲಿ, ಅಮೆರಿಕದ ಜೀವರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಮತ್ತು ಶರೀರಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಲಾರೆನ್ಸ್ ಜೆ. ಹೆಂಡರ್ಸನ್, ರಕ್ತದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಬೊನಿಕ್ ಆಮ್ಲ/ಬಿಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಅನ್ನು buffer ಯಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವಾಗ pH, pKa ಮತ್ತು ಪರಿಕರ ಆಧಾರ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲದ ಅನುಪಾತದ ನಡುವಿನ ಗಣಿತೀಯ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ರೂಪಿಸಿದರು. ಹೆಂಡರ್ಸನ್ ಅವರ ಮೂಲ ಸಮೀಕರಣವು:

[H+]=Ka×[HA][A][\text{H}^+] = \text{Ka} \times \frac{[\text{HA}]}{[\text{A}^-]}

ಹೆಂಡರ್ಸನ್ ಅವರ ಕೆಲಸವು ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ನಿರಂತರ ಸೇರ್ಪಡೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ರಕ್ತವು ತನ್ನ pH ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಕಾಪಾಡುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಮಹತ್ವಪೂರ್ಣವಾಗಿತ್ತು.

ಕಾರ್ಲ ಆಲ್ಬರ್ಟ್ ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ (1874-1962)

1916 ರಲ್ಲಿ, ಡೆನಿಷ್ ವೈದ್ಯ ಮತ್ತು ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಕಾರ್ಲ ಆಲ್ಬರ್ಟ್ ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್, ಹೆಂಡರ್ಸನ್ ಅವರ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಹೊಸದಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ pH ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯ (1909 ರಲ್ಲಿ ಸೋರೆನ್ಸನ್ ಪರಿಚಯಿಸಿದ) ಮತ್ತು ಲಾಗಾರಿತಮಿಕ ಪದಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪುನರ್‌ರೂಪಿತಗೊಳಿಸಿದರು, ಸಮೀಕರಣದ ಆಧುನಿಕ ರೂಪವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಿದರು:

pH=pKa+log10([A][HA])\text{pH} = \text{pKa} + \log_{10}\left(\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\right)

ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಅವರ ಕೊಡುಗೆ, ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಮತ್ತು ಕ್ಲಿನಿಕಲ್ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಮಾಡಿತು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ರಕ್ತ pH ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಲ್ಲಿ.

ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮ

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವು ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ, ಜೀವರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಶರೀರಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗಿದೆ:

  • 1920-1930: ಈ ಸಮೀಕರಣವು ಶರೀರಶಾಸ್ತ್ರದ buffer ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿದೆ.
  • 1940-1950: ಎಂಜೈಮ್ ಕಾರ್ಯದಲ್ಲಿ pH ಯ ಮಹತ್ವವನ್ನು ಗುರುತಿಸುವಾಗ ಜೀವರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರದ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಯಿತು.
  • 1960-ಪ್ರಸ್ತುತ: ಆಧುನಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣಾ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ, ಔಷಧೀಯ ವಿಜ್ಞಾನಗಳು ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಅಧ್ಯಯನಗಳಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.

ಇಂದು, ಈ ಸಮೀಕರಣವು ವೈದ್ಯಕೀಯದಿಂದ ಪರಿಸರ ವಿಜ್ಞಾನಕ್ಕೆ, ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಿಗೆ buffer ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು, ಶರೀರಶಾಸ್ತ್ರ pH ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಕ್ಲಿನಿಕಲ್ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಸಾಮಾನ್ಯ buffer ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳು

buffer ವ್ಯವಸ್ಥೆpKaಪರಿಣಾಮಕಾರಿ pH ಶ್ರೇಣಿಯುಸಾಮಾನ್ಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು
ಸಿಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲ/ಸಿಟ್ರೇಟ್3.13, 4.76, 6.402.1-7.4ಆಹಾರ ಸಂರಕ್ಷಣಾ, ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳು
ಅಸಿಟಿಕ್ ಆಮ್ಲ/ಅಸೆಟೇಟ್4.763.8-5.8ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ, ಹಿಸ್ಟೋಲಾಜಿ
MES6.155.2-7.2ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ಸಂಶೋಧನೆ
ಫೋಸ್ಫೇಟ್2.12, 7.21, 12.326.2-8.2ಕೋಶ ಸಂಸ್ಕರಣೆ, DNA ಅಧ್ಯಯನಗಳು
HEPES7.556.6-8.6ಕೋಶ ಸಂಸ್ಕರಣೆ, ಪ್ರೋಟೀನ್ ಅಧ್ಯಯನಗಳು
ಟ್ರಿಸ್8.067.1-9.1ಅಣುಶಾಸ್ತ್ರ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫೋರೆಸಿಸ್
ಕಾರ್ಬೋನಿಕ್ ಆಮ್ಲ/ಬಿಕಾರ್ಬೋನೇಟ್6.1, 10.325.1-7.1ರಕ್ತದ buffer, ಕೋಶ ಸಂಸ್ಕರಣೆ
ಬೊರೇಟ್9.248.2-10.2DNA ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದು, ಆಲ್ಕಲೈನ್ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು
ಗ್ಲೈಸಿನ್2.34, 9.608.6-10.6ಪ್ರೋಟೀನ್ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫೋರೆಸಿಸ್

ಕೋಡ್ ಉದಾಹರಣೆಗಳು

ಇಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ಪ್ರೋಗ್ರಾಮಿಂಗ್ ಭಾಷೆಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣದ ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಣೆಗಳಿವೆ:

1' ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣಕ್ಕಾಗಿ Excel ಸೂತ್ರ
2=pKa + LOG10(base_concentration/acid_concentration)
3
4' ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ ಉದಾಹರಣೆ:
5' A1: pKa ಮೌಲ್ಯ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 4.76)
6' A2: ಪರಿಕರ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್ [A-] (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 0.1)
7' A3: ಆಮ್ಲ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್ [HA] (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 0.05)
8' A4 ರಲ್ಲಿ ಸೂತ್ರ: =A1 + LOG10(A2/A3)
9

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೇಳುವ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಏಕೆ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ?

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವು buffer ಪರಿಹಾರಗಳ pH ಅನ್ನು ಆಮ್ಲದ pKa ಮತ್ತು ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಅದರ ಪರಿಕರ ಆಧಾರಗಳ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಪ್ರಯೋಗಶಾಲಾ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ pH ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ buffer ಪರಿಹಾರಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು, ಶರೀರಶಾಸ್ತ್ರ pH ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಕ್ಲಿನಿಕಲ್ ವೈದ್ಯಕೀಯದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲ-ಆಧಾರ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.

buffer ಪರಿಹಾರವು ಯಾವಾಗ ಅತ್ಯಂತ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ?

buffer ಪರಿಹಾರವು pKa ಮೌಲ್ಯದ ಸಮೀಪ pH ಇದ್ದಾಗ ಅತ್ಯಂತ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ (ಆದರೆ ±1 ಯುನಿಟ್ ಒಳಗೆ). ಈ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ, ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಅದರ ಪರಿಕರ ಆಧಾರದ ಸಮಾನ ಪ್ರಮಾಣಗಳು ಇದ್ದಾಗ, ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ಆಧಾರವನ್ನು ಸೇರಿಸಿದಾಗ ಪರಿಹಾರವು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. pH = pKa ಯಲ್ಲಿ buffer ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಗರಿಷ್ಠವಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ [HA] = [A⁻].

ನಾನು ನನ್ನ ಪ್ರಯೋಗಕ್ಕಾಗಿ ಸರಿಯಾದ buffer ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುತ್ತೇನೆ?

ನಿಮ್ಮ ಗುರಿ pH ಗೆ ಹತ್ತಿರದ pKa ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ buffer ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿ (ಆದರೆ ±1 pH ಯುನಿಟ್ ಒಳಗೆ). ಇತರ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ:

  • buffer ಯ ತಾಪಮಾನ ಸ್ಥಿರತೆ
  • ಸಂಬಂಧಿತ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ
  • ಅಧ್ಯಯನವಾಗುತ್ತಿರುವ ರಸಾಯನಿಕ ಅಥವಾ ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ವ್ಯತ್ಯಾಸ
  • ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ವ್ಯತ್ಯಾಸ
  • ನಿಮ್ಮ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿನ ಲೋಹೀಯ ಐಯಾನ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆ

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಹು-ಆಮ್ಲಗಳಿಗಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದೇ?

ಹೌದು, ಆದರೆ ಪರಿಷ್ಕಾರಗಳೊಂದಿಗೆ. ಬಹು-ಆಮ್ಲಗಳು (ಬಹು-ವಿಲೀನ ಪ್ರೋಟಾನ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ) ಪ್ರತಿ ವಿಲೀನ ಹಂತಕ್ಕೆ ತನ್ನದೇ ಆದ pKa ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಪ್ರತಿ ವಿಲೀನ ಹಂತಕ್ಕಾಗಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದು, ಆ ಹಂತಕ್ಕಾಗಿ ಸೂಕ್ತ ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಪರಿಕರ ಆಧಾರದ ಪ್ರಜ್ಞೆಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸುವ ಮೂಲಕ. ಸಂಕೀರ್ಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ, ಬಹು-ಸಮತೋಲನ ಸಮೀಕರಣಗಳನ್ನು ಒಂದೇ ಬಾರಿಗೆ ಪರಿಹರಿಸುವುದು ಅಗತ್ಯವಿರಬಹುದು.

ತಾಪಮಾನ buffer pH ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ?

ತಾಪಮಾನ buffer pH ಅನ್ನು ಹಲವಾರು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ:

  1. ಆಮ್ಲದ pKa ಮೌಲ್ಯವು ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ
  2. ನೀರಿನ ಐಯೊನೈಸೇಶನ್ (Kw) ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಅವಲಂಬಿತ
  3. ಐಯಾನ್‌ಗಳ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಕೋಫಿಷಿಯಂಟ್‌ಗಳು ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಬಹಳಷ್ಟು ಸಾಮಾನ್ಯ buffers ಗೆ, ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಿದಾಗ pH ಕಡಿಮೆ ಆಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪರಿಣಾಮವು ತಾಪಮಾನ-ಸಂವೇದನಶೀಲ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ buffer ತಯಾರಿಸುವಾಗ ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು. ಕೆಲವು buffers (ಫೋಸ್ಫೇಟ್) ಇತರರಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ತಾಪಮಾನ-ಸಂವೇದನಶೀಲವಾಗಿವೆ (HEPES).

buffer ಸಾಮರ್ಥ್ಯವೇನು ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಹೇಗೆ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು?

buffer ಸಾಮರ್ಥ್ಯ (β) buffer ಪರಿಹಾರದ pH ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಒಂದು ಪ್ರಮಾಣವಾಗಿದೆ. ಇದು ಒಂದು ಘಟಕವನ್ನು pH ಅನ್ನು ಒಂದು ಘಟಕದಿಂದ ಬದಲಾಯಿಸಲು ಬೇಕಾದ ಶ್ರೇಣಿಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ, buffer ಪರಿಹಾರದ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಹಂಚಿಕೆ:

β=moles of H+ or OH addedpH change×volume in liters\beta = \frac{\text{moles of H}^+ \text{ or OH}^- \text{ added}}{\text{pH change} \times \text{volume in liters}}

ಸಿದ್ಧಾಂತವಾಗಿ, buffer ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:

β=2.303×Ka×[HA]×[A](Ka+[H+])2\beta = 2.303 \times \frac{K_a \times [\text{HA}] \times [\text{A}^-]}{(K_a + [\text{H}^+])^2}

buffer ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು pH = pKa ಯಾಗಿರುವಾಗ ಹೆಚ್ಚು ಇದೆ, ಅಲ್ಲಿ [HA] = [A⁻].

ನಾನು ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ pH ಹೊಂದಿರುವ buffer ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ತಯಾರಿಸುತ್ತೇನೆ?

ನಿರ್ದಿಷ್ಟ pH ಹೊಂದಿರುವ buffer ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು:

  1. ನಿಮ್ಮ ಗುರಿ pH ಗೆ ಹತ್ತಿರದ pKa ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸೂಕ್ತ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಿ
  2. ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಪುನರ್‌ವ್ಯವಸ್ಥಿತ ಮಾಡಿ ಪರಿಕರ ಆಧಾರ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು: [A⁻]/[HA] = 10^(pH-pKa)
  3. ಬೇಕಾದ ಒಟ್ಟು buffer ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ
  4. ಆ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಅದರ ಉಲ್ಲೇಖವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ತೀವ್ರತೆಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ:
    • [A⁻] = (ಒಟ್ಟು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್) × ಅನುಪಾತ/(1+ಅನುಪಾತ)
    • [HA] = (ಒಟ್ಟು ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್) × 1/(1+ಅನುಪಾತ)
  5. ಆಮ್ಲ ಮತ್ತು ಅದರ ಉಲ್ಲೇಖವನ್ನು ಮಿಶ್ರಣ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ತಯಾರಿಸಿ

ಐಯೋನಿಕ್ ಶಕ್ತಿ ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಯನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆಯೇ?

ಹೌದು, ಐಯೋನಿಕ್ ಶಕ್ತಿ ಪರಿಹಾರದಲ್ಲಿ ಐಯಾನ್‌ಗಳ ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಕೋಫಿಷಿಯಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಪರಿಣಾಮಿತ pKa ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಫಲಿತಾಂಶ pH ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವು ಐಡಿಯಲ್ ವರ್ತನೆ assumptions ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದು ಶ್ರೇಣಿಯ ಪರಿಹಾರಗಳಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಸೀಮಿತವಾಗಿ ಸತ್ಯವಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಐಯೋನಿಕ್ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿರುವ ಪರಿಹಾರಗಳಲ್ಲಿ, ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಕೋಫಿಷಿಯಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸುವುದು ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾದ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಅಗತ್ಯವಾಗಿದೆ. ಇದು ಜೀವಿತ ದ್ರವಗಳು ಮತ್ತು ಕೈಗಾರಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಐಯೋನಿಕ್ ಶಕ್ತಿ ಪ್ರಮುಖವಾಗಿರುವಾಗ ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಪರಿಹಾರಗಳಿಗಾಗಿ ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದೇ?

ಈ ಸಮೀಕರಣವು ಗಣಿತೀಯವಾಗಿ ಮಾನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ವ್ಯಾವಹಾರಿಕ ಮಿತಿಗಳು ಉಂಟಾಗುತ್ತವೆ:

  1. ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಅಶುದ್ಧತೆಗಳು pH ಅನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ
  2. ನೀರಿನ ಸ್ವಯಂ-ಐಯೊನೈಸೇಶನ್ ಹೋಲಿಸುತ್ತವೆ
  3. ಅಳತೆ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಹೀನಾಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ
  4. CO₂ ಹಾರದಿಂದ ಸುಲಭವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ buffer ಮಾಡಿದ ದ್ರವ್ಯಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ

ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (ಸುಮಾರು 0.001 M ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ) ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿದ pH ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವಾಗ ಈ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವು ಟಿಟ್ರೇಶನ್ ವಕ್ರಗಳಿಗೆ ಹೇಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸುತ್ತದೆ?

ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣವು ದುರ್ಬಲ ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ಆಧಾರಕ್ಕಾಗಿ ಟಿಟ್ರೇಶನ್ ವಕ್ರದ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ವಿಶೇಷವಾಗಿ:

  • ಟಿಟ್ರೇಶನ್‌ನ ಅರ್ಧ-ಸಮಾಪ್ತ ಬಿಂದುದಲ್ಲಿನ [A⁻] = [HA], ಮತ್ತು pH = pKa
  • ಟಿಟ್ರೇಶನ್ ವಕ್ರದ buffer ಪ್ರದೇಶ (ಹಾಳಾದ ಭಾಗ) pKa ಯಿಂದ ±1 ಯುನಿಟ್ ಒಳಗೆ pH ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ
  • ಈ ಸಮೀಕರಣವು ಟಿಟ್ರೇಶನ್ ವಕ್ರದ ರೂಪವನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಮತ್ತು ಟಿಟ್ರೇಶನ್ ಡೇಟಾವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ

ಈ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಟಿಟ್ರೇಶನ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಮತ್ತು ಟಿಟ್ರೇಶನ್ ಡೇಟಾವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಅಮೂಲ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಉಲ್ಲೇಖಗಳು

  1. ಹೆಂಡರ್ಸನ್, ಎಲ್.ಜೆ. (1908). "ಆಮ್ಲಗಳ ಶಕ್ತಿಯು ನ್ಯೂಟ್ರಾಲಿಟಿಯನ್ನು ಕಾಪಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಕುರಿತಾದ." ಅಮೆರಿಕನ್ ಜರ್ನಲ್ ಆಫ್ ಫಿಸಿಯೋಲಾಜಿ, 21(2), 173-179.

  2. ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್, ಕೆ.ಎ. (1916). "ಬ್ಲಡ್‌ನ ಉಚಿತ ಮತ್ತು ಬಂಧಿತ ಕಾರ್ಬೊನಿಕ್ ಆಮ್ಲದಿಂದ ಅದರ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು ಮತ್ತು ರಕ್ತದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಕಾರ್ಯವು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಕಾರ್ಯವಾಗಿದೆ." ಬಯೋಕೆಮಿಕಲ್ ಜರ್ನಲ್, 78, 112-144.

  3. ಪೊ, ಎಚ್.ಎನ್., & ಸೆನೋಜಾನ್, ಎಮ್.ಎನ್. (2001). "ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ ಸಮೀಕರಣ: ಇದರ ಇತಿಹಾಸ ಮತ್ತು ಮಿತಿಗಳು." ಜರ್ನಲ್ ಆಫ್ ಕಿಮಿಕಲ್ ಎಜುಕೇಶನ್, 78(11), 1499-1503.

  4. ಗುಡ್, ಎನ್.ಇ., ಇತ್ಯಾದಿ. (1966). "ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರದ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಐಯಾನ್ buffers." ಬಯೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ, 5(2), 467-477.

  5. ಬೆನಿಯನ್, ಆರ್.ಜೆ., & ಈಸ್ಟರ್ಬಿ, ಜೆ.ಎಸ್. (1996). "buffer ಪರಿಹಾರಗಳು: ಮೂಲಭೂತ ವಿಷಯಗಳು." ಆಕ್ಸ್ಫೋರ್ಡ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಪ್ರಕಟಣೆ.

  6. ಮಾರ್ಟೆಲ್, ಎ.ಇ., & ಸ್ಮಿತ್, ಆರ್.ಎಮ್. (1974-1989). "ಕ್ರಿಟಿಕಲ್ ಸ್ಟಬಿಲಿಟಿ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್‌ಗಳು." ಪ್ಲೆನಮ್ ಪ್ರೆಸ್.

  7. ಎಲ್ಲಿಸನ್, ಎಸ್.ಎಲ್.ಆರ್., & ವಿಲಿಯಮ್ಸ್, ಎ. (2012). "ಯೂರಾಚೆಮ್/ಸಿಟಾಕ್ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ: ವಿಶ್ಲೇಷಣಾ ಅಳತೆಯಲ್ಲಿ ಅಸ್ಪಷ್ಟತೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು." 3ನೇ ಆವೃತ್ತಿ.

  8. ಸೆಗಲ್, ಐಚ್.ಎಚ್. (1976). "ಬಯೋಕೆಮಿಕಲ್ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುಗಳು: ಸಾಮಾನ್ಯ ಬಯೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿಯಲ್ಲಿ ಗಣಿತೀಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಹೇಗೆ ಪರಿಹರಿಸಲು." 2ನೇ ಆವೃತ್ತಿ, ಜಾನ್ ವಿಲಿ & ಸನ್‌ಗಳು.

ನಮ್ಮ ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್ಬಾಲ್‌ಚ್ pH ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಇಂದು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ, ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಕೆಲಸ, ಸಂಶೋಧನೆ ಅಥವಾ ಶೈಕ್ಷಣಿಕ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗೆ ನಿಮ್ಮ buffer ಪರಿಹಾರಗಳ pH ಅನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲು. buffer ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಹಲವಾರು ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಶಾಖೆಗಳಿಗಾಗಿ ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ನಮ್ಮ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್ ಈ ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವಿಕೆಗಳನ್ನು ಸುಲಭ ಮತ್ತು ಲಭ್ಯವಿರುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

🔗

ಸಂಬಂಧಿತ ಉಪಕರಣಗಳು

ನಿಮ್ಮ ಕೆಲಸದ ಹಂತಕ್ಕೆ ಉಪಯೋಗಿಸಬಹುದಾದ ಹೆಚ್ಚು ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಹುಡುಕಿ ಹೊಸ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಿರಿ

ರಾಸಾಯನಿಕ ಸಮತೋಲನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗಾಗಿ Kp ಮೌಲ್ಯ ಗಣಕ

ಈ ಟೂಲ್ ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ

ಪಿಎಚ್ ಮೌಲ್ಯ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಐಯಾನ್ ಸಂಕೋಚನವನ್ನು ಪಿಎಚ್ ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು

ಈ ಟೂಲ್ ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ

ಬಫರ್ pH ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್: ಹೆಂಡರ್ಸನ್-ಹಾಸೆಲ್‌ಬಾಲ್ ಸಮೀಕರಣ ಸಾಧನ

ಈ ಟೂಲ್ ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ

ರಾಸಾಯನಿಕ ದ್ರಾವಕಗಳ ನಾರ್ಮಾಲಿಟಿ ಗಣಕ

ಈ ಟೂಲ್ ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ

ಪಿ‌ಎಚ್ ಮೌಲ್ಯ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೆಟರ್: ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಐಯಾನ್ ಕಾನ್ಸೆಂಟ್ರೇಶನ್ ಅನ್ನು ಪಿ‌ಎಚ್ ಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಿ

ಈ ಟೂಲ್ ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ

ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸಮತೋಲನ ಸ್ಥಿರಾಂಕ ಗಣಕ

ಈ ಟೂಲ್ ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ

ಆರ್ರೆನಿಯಸ್ ಸಮೀಕರಣ ಪರಿಹಾರಕ | ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ದರಗಳನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ

ಈ ಟೂಲ್ ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ

ರಾಸಾಯನಿಕ ಮೊಲಾರ್ ಅನುಪಾತ ಗಣಕ

ಈ ಟೂಲ್ ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ

ಡಿಲ್ಯೂಶನ್ ಫ್ಯಾಕ್ಟರ್ ಕ್ಯಾಲ್ಕುಲೇಟರ್: ಪರಿಹಾರ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಅನುಪಾತಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಿರಿ

ಈ ಟೂಲ್ ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿ