Pengira PH Penyangga

Pengenalan

Pengira pH Penyangga adalah alat penting bagi ahli kimia, biokimia, dan pelajar yang bekerja dengan larutan penyangga. Kalkulator ini menggunakan persamaan Henderson-Hasselbalch untuk menentukan pH larutan penyangga berdasarkan kepekatan asid lemah dan pangkal konjugatnya. Larutan penyangga sangat penting dalam pengaturan makmal, sistem biologi, dan proses industri di mana pemeliharaan pH yang stabil diperlukan. Kalkulator kami yang mesra pengguna memudahkan pengiraan kompleks yang terlibat dalam menentukan pH penyangga, membolehkan hasil yang cepat dan tepat tanpa pengiraan manual.

Apa itu Larutan Penyangga?

Larutan penyangga adalah campuran yang menahan perubahan pH apabila sejumlah kecil asid atau basa ditambahkan. Ia biasanya terdiri daripada asid lemah dan pangkal konjugatnya (atau basa lemah dan asid konjugatnya) dalam kepekatan yang signifikan. Gabungan ini membolehkan larutan untuk menetralkan penambahan kecil asid atau basa, mengekalkan pH yang agak stabil.

Larutan penyangga berfungsi berdasarkan prinsip Le Chatelier, yang menyatakan bahawa apabila sistem pada keseimbangan terganggu, keseimbangan akan beralih untuk mengatasi gangguan tersebut. Dalam larutan penyangga:

Apabila sejumlah kecil asid (H⁺) ditambahkan, komponen pangkal konjugat bertindak balas dengan ion hidrogen ini, meminimumkan perubahan pH
Apabila sejumlah kecil basa (OH⁻) ditambahkan, komponen asid lemah menyediakan ion hidrogen untuk menetralkan ion hidroksida

Keberkesanan larutan penyangga bergantung pada:

Nisbah pangkal konjugat kepada asid lemah
Kepekatan mutlak komponen
pKa asid lemah
Julat pH yang diingini (penyangga berfungsi dengan baik apabila pH ≈ pKa ± 1)

pH = pKa + log([A⁻]/[HA])

HA (Asid) A⁻ (Pangkalan Konjugat) Skala pH Asid Basa pKa

Legenda: Asid (HA) Pangkalan Konjugat (A⁻)

Persamaan Henderson-Hasselbalch

Persamaan Henderson-Hasselbalch adalah asas matematik untuk mengira pH larutan penyangga. Ia menghubungkan pH penyangga dengan pKa asid lemah dan nisbah kepekatan pangkal konjugat kepada asid:

$\text{pH} = \text{pKa} + \log\left(\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\right)$

Di mana:

pH adalah logaritma negatif kepekatan ion hidrogen
pKa adalah logaritma negatif daripada pemalar disosiasi asid
[A⁻] adalah kepekatan molar pangkal konjugat
[HA] adalah kepekatan molar asid lemah

Persamaan ini diperoleh daripada keseimbangan disosiasi asid:

$\text{HA} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{A}^-$

Pemalar disosiasi asid (Ka) ditakrifkan sebagai:

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

Dengan mengambil logaritma negatif di kedua-dua belah dan menyusun semula:

$\text{pH} = \text{pKa} + \log\left(\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\right)$

Untuk kalkulator kami, kami menggunakan nilai pKa 7.21, yang sepadan dengan sistem penyangga fosfat (H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻) pada 25°C, salah satu sistem penyangga yang paling biasa digunakan dalam biokimia dan pengaturan makmal.

Pengiraan Kapasiti Penyangga

Kapasiti penyangga (β) mengukur ketahanan larutan penyangga terhadap perubahan pH apabila asid atau basa ditambahkan. Ia maksimum apabila pH sama dengan pKa asid lemah. Kapasiti penyangga boleh dikira menggunakan:

$\beta = \frac{2.303 \times C \times K_a \times [H^+]}{(K_a + [H^+])^2}$

Di mana:

β adalah kapasiti penyangga
C adalah jumlah kepekatan komponen penyangga ([HA] + [A⁻])
Ka adalah pemalar disosiasi asid
[H⁺] adalah kepekatan ion hidrogen

Untuk contoh praktikal, pertimbangkan penyangga fosfat kami dengan [HA] = 0.1 M dan [A⁻] = 0.2 M:

Kepekatan total C = 0.1 + 0.2 = 0.3 M
Ka = 10⁻⁷·²¹ = 6.17 × 10⁻⁸
Pada pH 7.51, [H⁺] = 10⁻⁷·⁵¹ = 3.09 × 10⁻⁸

Menggantikan nilai-nilai ini: β = (2.303 × 0.3 × 6.17 × 10⁻⁸ × 3.09 × 10⁻⁸) ÷ (6.17 × 10⁻⁸ + 3.09 × 10⁻⁸)² = 0.069 mol/L/pH

Ini bermakna bahawa menambahkan 0.069 mol asid atau basa kuat per liter akan mengubah pH sebanyak 1 unit.

Cara Menggunakan Pengira pH Penyangga

Pengira pH Penyangga kami direka untuk kesederhanaan dan kemudahan penggunaan. Ikuti langkah-langkah ini untuk mengira pH larutan penyangga anda:

Masukkan kepekatan asid di medan input pertama (dalam unit molar, M)
Masukkan kepekatan pangkal konjugat di medan input kedua (dalam unit molar, M)
Secara pilihan, masukkan nilai pKa khusus jika anda bekerja dengan sistem penyangga selain fosfat (nilai pKa lalai = 7.21)
Klik butang "Kira pH" untuk melakukan pengiraan
Lihat hasil yang dipaparkan di bahagian hasil

Kalkulator akan menunjukkan:

Nilai pH yang dikira
Visualisasi persamaan Henderson-Hasselbalch dengan nilai input anda

Jika anda perlu melakukan pengiraan lain, anda boleh:

Klik butang "Kosongkan" untuk menetapkan semula semua medan
Cukup ubah nilai input dan klik "Kira pH" sekali lagi

Keperluan Input

Untuk hasil yang tepat, pastikan bahawa:

Kedua-dua nilai kepekatan adalah nombor positif
Kepekatan dimasukkan dalam unit molar (mol/L)
Nilai berada dalam julat yang munasabah untuk keadaan makmal (biasanya 0.001 M hingga 1 M)
Jika memasukkan pKa khusus, gunakan nilai yang sesuai untuk sistem penyangga anda

Pengendalian Ralat

Kalkulator akan memaparkan mesej ralat jika:

Mana-mana medan input dibiarkan kosong
Nilai negatif dimasukkan
Nilai bukan numerik dimasukkan
Ralat pengiraan berlaku disebabkan nilai yang ekstrem

Contoh Pengiraan Langkah demi Langkah

Mari kita melalui contoh lengkap untuk menunjukkan bagaimana pengira pH penyangga berfungsi:

Contoh: Kira pH larutan penyangga fosfat yang mengandungi 0.1 M dihidrogen fosfat (H₂PO₄⁻, bentuk asid) dan 0.2 M fosfat hidrogen (HPO₄²⁻, bentuk pangkal konjugat).

Kenal pasti komponen:
- Kepekatan asid [HA] = 0.1 M
- Kepekatan pangkal konjugat [A⁻] = 0.2 M
- pKa H₂PO₄⁻ = 7.21 pada 25°C
Terapkan persamaan Henderson-Hasselbalch:
- pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
- pH = 7.21 + log(0.2/0.1)
- pH = 7.21 + log(2)
- pH = 7.21 + 0.301
- pH = 7.51
Tafsirkan hasil:
- pH larutan penyangga ini adalah 7.51, yang sedikit alkali
- pH ini berada dalam julat berkesan bagi penyangga fosfat (kira-kira 6.2-8.2)

Kes Penggunaan untuk Pengiraan pH Penyangga

Pengiraan pH penyangga adalah penting dalam pelbagai aplikasi saintifik dan industri:

Penyelidikan Makmal

Ujian Biokimia: Banyak enzim dan protein berfungsi dengan optimum pada nilai pH tertentu. Penyangga memastikan keadaan stabil untuk keputusan eksperimen yang tepat.
Kajian DNA dan RNA: Pengekstrakan asid nukleik, PCR, dan penjujukan memerlukan kawalan pH yang tepat.
Kultur Sel: Menjaga pH fisiologi (kira-kira 7.4) adalah penting untuk viabiliti dan fungsi sel.

Pembangunan Farmaseutikal

Formulasi Ubat: Sistem penyangga menstabilkan penyediaan farmaseutikal dan mempengaruhi kelarutan dan bioavailabiliti ubat.
Kawalan Kualiti: Pemantauan pH memastikan konsistensi dan keselamatan produk.
Ujian Kestabilan: Meramalkan bagaimana formulasi ubat akan berfungsi di bawah pelbagai keadaan.

Aplikasi Klinikal

Ujian Diagnostik: Banyak ujian klinikal memerlukan keadaan pH tertentu untuk keputusan yang tepat.
Larutan Intravenous: Cecair IV sering mengandungi sistem penyangga untuk mengekalkan kesesuaian dengan pH darah.
Larutan Dialisis: Kawalan pH yang tepat adalah kritikal untuk keselamatan pesakit dan keberkesanan rawatan.

Proses Industri

Pengeluaran Makanan: Kawalan pH mempengaruhi rasa, tekstur, dan pemeliharaan produk makanan.
Rawatan Air Sisa: Sistem penyangga membantu mengekalkan keadaan optimum untuk proses rawatan biologi.
Pengilangan Kimia: Banyak reaksi memerlukan kawalan pH untuk pengoptimuman hasil dan keselamatan.

Pemantauan Alam Sekitar

Penilaian Kualiti Air: Badan air semulajadi mempunyai sistem penyangga yang menahan perubahan pH.
Analisis Tanah: pH tanah mempengaruhi ketersediaan nutrien dan pertumbuhan tumbuhan.
Kajian Pencemaran: Memahami bagaimana pencemar mempengaruhi sistem penyangga semulajadi.

Alternatif kepada Persamaan Henderson-Hasselbalch

Walaupun persamaan Henderson-Hasselbalch adalah kaedah yang paling biasa digunakan untuk pengiraan pH penyangga, terdapat pendekatan alternatif untuk situasi tertentu:

Pengukuran pH Langsung: Menggunakan pH meter yang dikalibrasi memberikan penentuan pH yang paling tepat, terutamanya untuk campuran yang kompleks.
Pengiraan Keseimbangan Penuh: Untuk larutan yang sangat cair atau apabila pelbagai keseimbangan terlibat, menyelesaikan set lengkap persamaan keseimbangan mungkin diperlukan.
Kaedah Numerik: Program komputer yang mengambil kira koefisien aktiviti dan pelbagai keseimbangan boleh memberikan hasil yang lebih tepat untuk larutan tidak ideal.
Pendekatan Empirik: Dalam beberapa aplikasi industri, formula empirik yang diperoleh daripada data eksperimen mungkin digunakan sebagai ganti pengiraan teori.
Pengiraan Kapasiti Penyangga: Untuk merancang sistem penyangga, mengira kapasiti penyangga (β = dB/dpH, di mana B adalah jumlah basa yang ditambahkan) mungkin lebih berguna daripada pengiraan pH yang sederhana.

Sejarah Kimia Penyangga dan Persamaan Henderson-Hasselbalch

Pemahaman tentang larutan penyangga dan penerangan matematiknya telah berkembang dengan ketara sepanjang abad yang lalu:

Pemahaman Awal tentang Penyangga

Konsep penyangga kimia pertama kali diterangkan secara sistematik oleh ahli kimia Perancis Marcellin Berthelot pada akhir abad ke-19. Namun, ia adalah Lawrence Joseph Henderson, seorang doktor dan biokimiawan Amerika, yang membuat analisis matematik yang signifikan pertama tentang sistem penyangga pada tahun 1908.

Pembangunan Persamaan

Henderson mengembangkan bentuk awal dari apa yang akan menjadi persamaan Henderson-Hasselbalch semasa mengkaji peranan karbon dioksida dalam pengaturan pH darah. Karyanya diterbitkan dalam sebuah kertas bertajuk "Concerning the relationship between the strength of acids and their capacity to preserve neutrality."

Pada tahun 1916, Karl Albert Hasselbalch, seorang doktor dan ahli kimia Denmark, merumuskan semula persamaan Henderson menggunakan notasi pH (diperkenalkan oleh Sørensen pada tahun 1909) sebagai ganti kepekatan ion hidrogen. Bentuk logaritma ini menjadikan persamaan lebih praktikal untuk digunakan di makmal dan adalah versi yang kita gunakan hari ini.

Penyempurnaan dan Aplikasi

Sepanjang abad ke-20, persamaan Henderson-Hasselbalch menjadi asas kimia asid-basa dan biokimia:

Pada tahun 1920-an dan 1930-an, persamaan ini digunakan untuk memahami sistem penyangga fisiologi, terutamanya dalam darah.
Menjelang tahun 1950-an, larutan penyangga yang dikira menggunakan persamaan ini menjadi alat standard dalam penyelidikan biokimia.
Pembangunan meter pH elektronik pada pertengahan abad ke-20 menjadikan pengukuran pH yang tepat mungkin, mengesahkan ramalan persamaan ini.
Pendekatan pengkomputeran moden kini membolehkan penyempurnaan untuk mengambil kira tingkah laku tidak ideal dalam larutan pekat.

Persamaan ini kekal sebagai salah satu hubungan yang paling penting dan banyak digunakan dalam kimia, walaupun sudah lebih dari satu abad.

Contoh Kod untuk Pengiraan pH Penyangga

Berikut adalah pelaksanaan persamaan Henderson-Hasselbalch dalam pelbagai bahasa pengaturcaraan:

1def calculate_buffer_ph(acid_concentration, base_concentration, pKa=7.21):
2    """
3    Kira pH larutan penyangga menggunakan persamaan Henderson-Hasselbalch.
4    
5    Parameter:
6    acid_concentration (float): Kepekatan asid dalam mol/L
7    base_concentration (float): Kepekatan pangkal konjugat dalam mol/L
8    pKa (float): Pemalar disosiasi asid (lalai: 7.21 untuk penyangga fosfat)
9    
10    Pulangan:
11    float: pH larutan penyangga
12    """
13    import math
14    
15    if acid_concentration <= 0 or base_concentration <= 0:
16        raise ValueError("Kepekatan mesti nilai positif")
17    
18    ratio = base_concentration / acid_concentration
19    pH = pKa + math.log10(ratio)
20    
21    return round(pH, 2)
22
23# Contoh penggunaan
24try:
25    acid_conc = 0.1  # mol/L
26    base_conc = 0.2  # mol/L
27    pH = calculate_buffer_ph(acid_conc, base_conc)
28    print(f"pH Penyangga: {pH}")
29except ValueError as e:
30    print(f"Ralat: {e}")
31

1function calculateBufferPH(acidConcentration, baseConcentration, pKa = 7.21) {
2  // Validasi input
3  if (acidConcentration <= 0 || baseConcentration <= 0) {
4    throw new Error("Kepekatan mesti nilai positif");
5  }
6  
7  // Terapkan persamaan Henderson-Hasselbalch
8  const ratio = baseConcentration / acidConcentration;
9  const pH = pKa + Math.log10(ratio);
10  
11  // Bulatkan kepada 2 tempat perpuluhan
12  return Math.round(pH * 100) / 100;
13}
14
15// Contoh penggunaan
16try {
17  const acidConc = 0.1; // mol/L
18  const baseConc = 0.2; // mol/L
19  const pH = calculateBufferPH(acidConc, baseConc);
20  console.log(`pH Penyangga: ${pH}`);
21} catch (error) {
22  console.error(`Ralat: ${error.message}`);
23}
24

1public class BufferPHCalculator {
2    private static final double DEFAULT_PKA = 7.21; // pKa lalai untuk penyangga fosfat
3    
4    /**
5     * Mengira pH larutan penyangga menggunakan persamaan Henderson-Hasselbalch
6     * 
7     * @param acidConcentration Kepekatan asid dalam mol/L
8     * @param baseConcentration Kepekatan pangkal konjugat dalam mol/L
9     * @param pKa Pemalar disosiasi asid
10     * @return pH larutan penyangga
11     * @throws IllegalArgumentException jika kepekatan tidak positif
12     */
13    public static double calculateBufferPH(double acidConcentration, 
14                                          double baseConcentration, 
15                                          double pKa) {
16        // Validasi input
17        if (acidConcentration <= 0 || baseConcentration <= 0) {
18            throw new IllegalArgumentException("Kepekatan mesti nilai positif");
19        }
20        
21        // Terapkan persamaan Henderson-Hasselbalch
22        double ratio = baseConcentration / acidConcentration;
23        double pH = pKa + Math.log10(ratio);
24        
25        // Bulatkan kepada 2 tempat perpuluhan
26        return Math.round(pH * 100.0) / 100.0;
27    }
28    
29    /**
30     * Kaedah overloaded menggunakan nilai pKa lalai
31     */
32    public static double calculateBufferPH(double acidConcentration, 
33                                          double baseConcentration) {
34        return calculateBufferPH(acidConcentration, baseConcentration, DEFAULT_PKA);
35    }
36    
37    public static void main(String[] args) {
38        try {
39            double acidConc = 0.1; // mol/L
40            double baseConc = 0.2; // mol/L
41            double pH = calculateBufferPH(acidConc, baseConc);
42            System.out.printf("pH Penyangga: %.2f%n", pH);
43        } catch (IllegalArgumentException e) {
44            System.err.println("Ralat: " + e.getMessage());
45        }
46    }
47}
48

1' Fungsi Excel untuk pengiraan pH penyangga
2Function BufferPH(acidConcentration As Double, baseConcentration As Double, Optional pKa As Double = 7.21) As Double
3    ' Validasi input
4    If acidConcentration <= 0 Or baseConcentration <= 0 Then
5        BufferPH = CVErr(xlErrValue)
6        Exit Function
7    End If
8    
9    ' Terapkan persamaan Henderson-Hasselbalch
10    Dim ratio As Double
11    ratio = baseConcentration / acidConcentration
12    
13    BufferPH = pKa + Application.WorksheetFunction.Log10(ratio)
14    
15    ' Bulatkan kepada 2 tempat perpuluhan
16    BufferPH = Round(BufferPH, 2)
17End Function
18
19' Penggunaan dalam sel Excel: =BufferPH(0.1, 0.2)
20

1calculate_buffer_ph <- function(acid_concentration, base_concentration, pKa = 7.21) {
2  # Validasi input
3  if (acid_concentration <= 0 || base_concentration <= 0) {
4    stop("Kepekatan mesti nilai positif")
5  }
6  
7  # Terapkan persamaan Henderson-Hasselbalch
8  ratio <- base_concentration / acid_concentration
9  pH <- pKa + log10(ratio)
10  
11  # Bulatkan kepada 2 tempat perpuluhan
12  return(round(pH, 2))
13}
14
15# Contoh penggunaan
16acid_conc <- 0.1  # mol/L
17base_conc <- 0.2  # mol/L
18tryCatch({
19  pH <- calculate_buffer_ph(acid_conc, base_conc)
20  cat(sprintf("pH Penyangga: %.2f\n", pH))
21}, error = function(e) {
22  cat(sprintf("Ralat: %s\n", e$message))
23})
24

1function pH = calculateBufferPH(acidConcentration, baseConcentration, pKa)
2    % KIRAANPENGIRAANPENGIRAAN Kira pH larutan penyangga
3    %   pH = KIRAANPENGIRAANPENGIRAAN(acidConcentration, baseConcentration) 
4    %   mengira pH menggunakan persamaan Henderson-Hasselbalch
5    %
6    %   pH = KIRAANPENGIRAANPENGIRAAN(acidConcentration, baseConcentration, pKa)
7    %   menggunakan nilai pKa yang ditentukan sebagai ganti pKa lalai (7.21)
8    
9    % Tetapkan pKa lalai jika tidak diberikan
10    if nargin < 3
11        pKa = 7.21; % pKa lalai untuk penyangga fosfat
12    end
13    
14    % Validasi input
15    if acidConcentration <= 0 || baseConcentration <= 0
16        error('Kepekatan mesti nilai positif');
17    end
18    
19    % Terapkan persamaan Henderson-Hasselbalch
20    ratio = baseConcentration / acidConcentration;
21    pH = pKa + log10(ratio);
22    
23    % Bulatkan kepada 2 tempat perpuluhan
24    pH = round(pH * 100) / 100;
25end
26
27% Contoh penggunaan
28try
29    acidConc = 0.1; % mol/L
30    baseConc = 0.2; % mol/L
31    pH = calculateBufferPH(acidConc, baseConc);
32    fprintf('pH Penyangga: %.2f\n', pH);
33catch ME
34    fprintf('Ralat: %s\n', ME.message);
35end
36

Contoh Numerik

Berikut adalah beberapa contoh pengiraan pH penyangga untuk pelbagai nisbah kepekatan:

Contoh 1: Kepekatan Sama

Kepekatan asid: 0.1 M
Kepekatan pangkal: 0.1 M
pKa: 7.21
Pengiraan: pH = 7.21 + log(0.1/0.1) = 7.21 + log(1) = 7.21 + 0 = 7.21
Hasil: pH = 7.21

Contoh 2: Lebih Banyak Pangkalan daripada Asid

Kepekatan asid: 0.1 M
Kepekatan pangkal: 0.2 M
pKa: 7.21
Pengiraan: pH = 7.21 + log(0.2/0.1) = 7.21 + log(2) = 7.21 + 0.301 = 7.51
Hasil: pH = 7.51

Contoh 3: Lebih Banyak Asid daripada Pangkalan

Kepekatan asid: 0.2 M
Kepekatan pangkal: 0.05 M
pKa: 7.21
Pengiraan: pH = 7.21 + log(0.05/0.2) = 7.21 + log(0.25) = 7.21 + (-0.602) = 6.61
Hasil: pH = 6.61

Contoh 4: Kepekatan Berbeza

Kepekatan asid: 0.01 M
Kepekatan pangkal: 0.5 M
pKa: 7.21
Pengiraan: pH = 7.21 + log(0.5/0.01) = 7.21 + log(50) = 7.21 + 1.699 = 8.91
Hasil: pH = 8.91

Contoh 5: Sistem Penyangga Berbeza (Asid Asetik/Asetat)

Kepekatan asid: 0.1 M (asid asetat)
Kepekatan pangkal: 0.1 M (natrium asetat)
pKa: 4.76 (untuk asid asetat)
Pengiraan: pH = 4.76 + log(0.1/0.1) = 4.76 + log(1) = 4.76 + 0 = 4.76
Hasil: pH = 4.76

Soalan Lazim (FAQ)

Apa itu larutan penyangga?

Bagaimana persamaan Henderson-Hasselbalch berfungsi?

Persamaan Henderson-Hasselbalch (pH = pKa + log([base]/[asid])) menghubungkan pH larutan penyangga dengan pKa asid lemah dan nisbah kepekatan pangkal konjugat kepada asid. Ia diperoleh daripada keseimbangan disosiasi asid dan membolehkan pengiraan pH yang mudah.

Apakah nisbah optimum asid kepada pangkal dalam penyangga?

Untuk kapasiti penyangga maksimum, nisbah pangkal konjugat kepada asid harus hampir 1:1, yang memberikan pH sama dengan pKa. Julat penyangga yang berkesan biasanya dianggap berada dalam ±1 unit pH dari pKa.

Bagaimana saya memilih penyangga yang betul untuk eksperimen saya?

Pilih penyangga dengan pKa dekat dengan pH yang diingini anda (idealnya dalam ±1 unit pH). Pertimbangkan faktor lain seperti kestabilan suhu, kesesuaian dengan sistem biologi atau reaksi anda, dan gangguan minimum dengan ujian atau pengukuran.

Adakah suhu mempengaruhi pH penyangga?

Ya, suhu mempengaruhi kedua-dua pKa asid dan ionisasi air, yang boleh mengubah pH larutan penyangga. Kebanyakan nilai pKa dilaporkan pada 25°C, dan penyimpangan suhu yang ketara mungkin memerlukan faktor pembetulan.

Bolehkah saya mencampurkan penyangga yang berbeza untuk mencapai pH tertentu?

Walaupun mungkin untuk mencampurkan sistem penyangga yang berbeza, ia biasanya tidak disyorkan kerana ia merumitkan keseimbangan dan boleh menyebabkan tingkah laku yang tidak dapat diramalkan. Lebih baik memilih satu sistem penyangga dengan pKa dekat dengan pH sasaran anda.

Apakah kapasiti penyangga dan bagaimana ia dikira?

Kapasiti penyangga (β) adalah ukuran ketahanan penyangga terhadap perubahan pH apabila asid atau basa ditambahkan. Ia ditakrifkan sebagai jumlah asid atau basa yang diperlukan untuk mengubah pH sebanyak satu unit, dan ia maksimum apabila pH = pKa. Ia boleh dikira sebagai β = 2.303 × C × (Ka × [H⁺]) / (Ka + [H⁺])², di mana C adalah kepekatan total penyangga.

Bagaimana saya menyediakan penyangga dengan pH tertentu?

Kira nisbah yang diperlukan antara pangkal konjugat dan asid menggunakan persamaan Henderson-Hasselbalch yang disusun semula sebagai [base]/[asid] = 10^(pH-pKa). Kemudian sediakan larutan dengan kepekatan yang sesuai untuk mencapai nisbah ini.

Mengapa pH yang saya ukur berbeza dari nilai yang dikira?

Perbezaan boleh timbul daripada faktor seperti:

Kesan aktiviti dalam larutan tidak ideal (terutamanya pada kepekatan tinggi)
Perbezaan suhu
Kekotoran dalam reagen
Kesalahan kalibrasi meter pH
Kesan kekuatan ion

Bolehkah persamaan Henderson-Hasselbalch digunakan untuk asid poliprotik?

Untuk asid poliprotik (asid dengan pelbagai proton yang boleh disosiasi), persamaan Henderson-Hasselbalch boleh digunakan untuk setiap langkah disosiasi secara berasingan, tetapi hanya jika nilai pKa cukup berbeza (umumnya >2 unit pH). Jika tidak, pengiraan keseimbangan yang lebih kompleks diperlukan.

Rujukan

Po, Henry N., dan N. M. Senozan. "Persamaan Henderson-Hasselbalch: Sejarah dan Hadnya." Jurnal Pendidikan Kimia, vol. 78, no. 11, 2001, hlm. 1499-1503.
Good, Norman E., et al. "Penyangga Ion Hidrogen untuk Penyelidikan Biologi." Biokimia, vol. 5, no. 2, 1966, hlm. 467-477.
Beynon, Robert J., dan J. S. Easterby. Larutan Penyangga: Asas-asas. Oxford University Press, 1996.
Stoll, Vincent S., dan John S. Blanchard. "Penyangga: Prinsip dan Amalan." Kaedah dalam Enzimologi, vol. 182, 1990, hlm. 24-38.
Martell, Arthur E., dan Robert M. Smith. Pemalar Kestabilan Kritikal. Plenum Press, 1974-1989.
Ellison, Sparkle L., et al. "Penyangga: Panduan untuk Penyediaan dan Penggunaan Penyanyi dalam Sistem Biologi." Biokimia Analitikal, vol. 104, no. 2, 1980, hlm. 300-310.
Mohan, Chandra. Penyangga: Panduan untuk Penyediaan dan Penggunaan Penyanyi dalam Sistem Biologi. Calbiochem, 2003.

Pengira pH Penampan: Alat Persamaan Henderson-Hasselbalch

Pengira pH Penampan

Keputusan

Dokumentasi