बफर क्षमता गणक

परिचय

बफर क्षमता रसायन विज्ञान और जैव रसायन में एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो बफर समाधान की pH परिवर्तन के प्रति प्रतिरोध को मापता है जब उसमें अम्ल या क्षार जोड़े जाते हैं। यह बफर क्षमता गणक एक सरल लेकिन शक्तिशाली उपकरण प्रदान करता है जो एक कमजोर अम्ल और उसके समकक्ष क्षार की सांद्रता के आधार पर एक समाधान की बफर क्षमता की गणना करता है, साथ ही अम्ल विघटन स्थिरांक (pKa) के साथ। बफर क्षमता को समझना प्रयोगशाला कार्य, औषधीय निर्माण, जैविक अनुसंधान, और पर्यावरणीय अध्ययन के लिए आवश्यक है जहाँ स्थिर pH स्थितियों को बनाए रखना महत्वपूर्ण है।

बफर क्षमता (β) उस मजबूत अम्ल या क्षार की मात्रा का प्रतिनिधित्व करती है जो एक बफर समाधान में जोड़ने पर उसकी pH को एक इकाई बदलने के लिए आवश्यक है। उच्च बफर क्षमता एक अधिक प्रतिरोधी बफर प्रणाली को इंगित करती है जो जोड़े गए अम्ल या क्षार की बड़ी मात्रा को न्यूट्रलाइज कर सकती है जबकि अपेक्षाकृत स्थिर pH बनाए रखती है। यह गणक आपको इस महत्वपूर्ण गुण को जल्दी और सटीकता से निर्धारित करने में मदद करता है।

बफर क्षमता का सूत्र और गणना

एक समाधान की बफर क्षमता (β) निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके गणना की जाती है:

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

जहाँ:

• β = बफर क्षमता (mol/L·pH)
• C = बफर घटकों (अम्ल + समकक्ष क्षार) की कुल सांद्रता (mol/L) में
• Ka = अम्ल विघटन स्थिरांक
• [H⁺] = हाइड्रोजन आयन की सांद्रता (mol/L)

व्यावहारिक गणनाओं के लिए, हम इसे pKa और pH मानों का उपयोग करके व्यक्त कर सकते हैं:

$\beta = 2.303 \times C \times \frac{10^{-pKa} \times 10^{-pH}}{(10^{-pH} + 10^{-pKa})^2}$

जब pH = pKa होता है, तो बफर क्षमता अपने अधिकतम मान पर पहुँच जाती है। इस बिंदु पर, सूत्र सरल हो जाता है:

$\beta_{max} = \frac{2.303 \times C}{4}$

चर को समझना

1. कुल सांद्रता (C): कमजोर अम्ल की सांद्रता [HA] और उसके समकक्ष क्षार की सांद्रता [A⁻] का योग। उच्च कुल सांद्रता उच्च बफर क्षमताओं का परिणाम देती है।

2. अम्ल विघटन स्थिरांक (Ka या pKa): अम्ल की ताकत का प्रतिनिधित्व करता है। pKa, Ka का नकारात्मक लघुगणक है (pKa = -log₁₀Ka)।

3. pH: हाइड्रोजन आयन की सांद्रता का नकारात्मक लघुगणक। बफर क्षमता pH के साथ भिन्न होती है और pKa के बराबर होने पर इसका अधिकतम मान प्राप्त करती है।

सीमाएँ और किनारे के मामले

• अत्यधिक pH मान: pKa से दूर pH मानों पर बफर क्षमता शून्य के करीब पहुँच जाती है।
• बहुत पतले समाधान: अत्यधिक पतले समाधानों में, बफर क्षमता प्रभावी होने के लिए बहुत कम हो सकती है।
• बहुपरकारी प्रणाली: ऐसे अम्ल जिनके कई विघटन स्थिरांक होते हैं, उनकी गणना अधिक जटिल हो जाती है और सभी प्रासंगिक संतुलनों पर विचार करने की आवश्यकता होती है।
• तापमान के प्रभाव: अम्ल विघटन स्थिरांक तापमान के साथ भिन्न होता है, जो बफर क्षमता को प्रभावित करता है।
• आयनिक शक्ति: उच्च आयनिक शक्ति गतिविधि गुणांक को प्रभावित कर सकती है और प्रभावी बफर क्षमता को बदल सकती है।

बफर क्षमता गणक का उपयोग कैसे करें

अपने समाधान की बफर क्षमता की गणना करने के लिए इन सरल चरणों का पालन करें:

1. कमजोर अम्ल की सांद्रता दर्ज करें: अपने कमजोर अम्ल की मोलर सांद्रता (mol/L) दर्ज करें।
2. समकक्ष क्षार की सांद्रता दर्ज करें: समकक्ष क्षार की मोलर सांद्रता (mol/L) दर्ज करें।
3. pKa मान दर्ज करें: कमजोर अम्ल का pKa मान दर्ज करें। यदि आप pKa नहीं जानते हैं, तो आप इसे मानक रसायन विज्ञान संदर्भ तालिकाओं में पा सकते हैं।
4. परिणाम देखें: गणक तुरंत mol/L·pH में बफर क्षमता प्रदर्शित करेगा।
5. ग्राफ का विश्लेषण करें: pH के साथ बफर क्षमता के ग्राफ का अध्ययन करें ताकि आप समझ सकें कि pH के साथ बफर क्षमता कैसे बदलती है।

सटीक गणनाओं के लिए सुझाव

• सुनिश्चित करें कि सभी सांद्रता मान समान इकाइयों में हैं (अधिमानतः mol/L)।
• सटीक परिणामों के लिए, अपने तापमान की स्थितियों के लिए विशिष्ट pKa मानों का उपयोग करें।
• याद रखें कि वास्तविक बफर प्रणाली सिद्धांतात्मक गणनाओं से भिन्न हो सकती है, विशेष रूप से उच्च सांद्रताओं पर।
• बहुपरकारी अम्लों के लिए, यदि उनके pKa मान पर्याप्त रूप से भिन्न होते हैं तो प्रत्येक विघटन चरण पर अलग से विचार करें।

उपयोग के मामले और अनुप्रयोग

बफर क्षमता गणनाएँ कई वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों में आवश्यक हैं:

जैव रसायन और आणविक जीवविज्ञान

जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएँ अक्सर pH-संवेदनशील होती हैं, और बफर प्रणाली अनुकूल परिस्थितियों को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण होती है। एंजाइम आमतौर पर संकीर्ण pH रेंज में कार्य करते हैं, जिससे बफर क्षमता प्रयोगात्मक डिज़ाइन में एक महत्वपूर्ण विचार बन जाती है।

उदाहरण: एक शोधकर्ता एंजाइम गतिशीलता अध्ययन के लिए ट्रिस बफर (pKa = 8.1) तैयार करते समय गणक का उपयोग कर सकता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि 0.1 M समाधान जिसमें अम्ल और बेस के समान सांद्रता (0.05 M प्रत्येक) हो, pH 8.1 पर लगभग 0.029 mol/L·pH की बफर क्षमता है।

औषधीय निर्माण

औषधि की स्थिरता और घुलनशीलता अक्सर pH पर निर्भर करती है, जिससे औषधीय तैयारियों में बफर क्षमता महत्वपूर्ण हो जाती है।

उदाहरण: एक औषधीय वैज्ञानिक एक इंजेक्शन योग्य दवा विकसित करते समय यह सुनिश्चित करने के लिए गणक का उपयोग कर सकता है कि साइट्रेट बफर (pKa = 4.8, 5.4, 6.4) भंडारण और प्रशासन के दौरान pH स्थिरता बनाए रखने के लिए पर्याप्त क्षमता रखता है।

पर्यावरणीय निगरानी

प्राकृतिक जल प्रणालियों में अंतर्निहित बफर क्षमताएँ होती हैं जो अम्लीय वर्षा या प्रदूषण से pH परिवर्तन के प्रति प्रतिरोध करने में मदद करती हैं।

उदाहरण: एक पर्यावरण वैज्ञानिक एक झील की अम्लीकरण के प्रति प्रतिरोध का अध्ययन करते समय कार्बोनेट/बाइकार्बोनेट सांद्रताओं (pKa ≈ 6.4) के आधार पर बफर क्षमता की गणना कर सकता है ताकि यह भविष्यवाणी की जा सके कि झील अम्लीय इनपुट के प्रति कैसे प्रतिक्रिया करेगी।

कृषि अनुप्रयोग

मिट्टी का pH पोषक तत्वों की उपलब्धता को प्रभावित करता है, और बफर क्षमता को समझना उचित मिट्टी प्रबंधन में मदद करता है।

उदाहरण: एक कृषि वैज्ञानिक मिट्टी के pH को समायोजित करने के लिए कितनी चूना की आवश्यकता है, यह निर्धारित करने के लिए गणक का उपयोग कर सकता है, जो मिट्टी की बफर क्षमता पर आधारित है।

नैदानिक प्रयोगशाला परीक्षण

रक्त और अन्य जैविक तरल पदार्थ जटिल बफर प्रणालियों के माध्यम से pH बनाए रखते हैं।

उदाहरण: एक नैदानिक शोधकर्ता रक्त में बाइकार्बोनेट बफर प्रणाली (pKa = 6.1) का अध्ययन करते समय गणक का उपयोग कर सकता है ताकि यह समझा जा सके कि चयापचय या श्वसन विकार pH विनियमन को कैसे प्रभावित करते हैं।

बफर क्षमता गणना के विकल्प

हालांकि बफर क्षमता एक मूल्यवान मैट्रिक है, बफर व्यवहार को समझने के अन्य दृष्टिकोणों में शामिल हैं:

1. टिट्रेशन वक्र: जोड़े गए अम्ल या क्षार के प्रति pH परिवर्तन के जवाब में प्रयोगात्मक रूप से बफर व्यवहार का प्रत्यक्ष माप प्रदान करता है।

2. हेंडरसन-हैसेलबाल्च समीकरण: बफर समाधान के pH की गणना करता है लेकिन सीधे pH परिवर्तन के प्रति प्रतिरोध को मापता नहीं है।

3. बफर मान (β'): एक वैकल्पिक सूत्र जो बफर क्षमता को pH बदलने के लिए आवश्यक मजबूत आधार की मात्रा के रूप में व्यक्त करता है।

4. कंप्यूटर सिमुलेशन: उन्नत सॉफ़्टवेयर जटिल बफर प्रणालियों का मॉडलिंग कर सकता है जिसमें कई घटक और गैर-आदर्श व्यवहार शामिल हैं।

बफर क्षमता अवधारणा का इतिहास

बफर क्षमता की अवधारणा पिछले एक सदी में महत्वपूर्ण रूप से विकसित हुई है:

प्रारंभिक विकास (1900-1920 के दशक)

बफर समाधानों को समझने के लिए आधार का निर्माण लॉरेंस जोसेफ हेंडरसन द्वारा किया गया, जिन्होंने 1908 में हेंडरसन समीकरण का निर्माण किया। इसे बाद में कार्ल अल्बर्ट हैसेलबाल्च द्वारा 1917 में हेंडरसन-हैसेलबाल्च समीकरण में परिष्कृत किया गया, जिसने बफर समाधानों के pH की गणना करने का एक तरीका प्रदान किया।

बफर क्षमता का औपचारिककरण (1920-1930 के दशक)

बफर क्षमता की औपचारिक अवधारणा 1920 के दशक में डेनिश रसायनज्ञ नील्स ब्जेर्रम द्वारा पेश की गई। उन्होंने बफर क्षमता को जोड़े गए बेस और परिणामी pH परिवर्तन के बीच के अंतरात्मक संबंध के रूप में परिभाषित किया।

वैन स्लाइक के योगदान (1922)

डोनाल्ड डी. वैन स्लाइक ने बफर क्षमता को मापने के लिए मात्रात्मक विधियों का विकास करके महत्वपूर्ण योगदान दिया और उन्हें जैविक प्रणालियों, विशेष रूप से रक्त पर लागू किया। उनके 1922 के पेपर "On the Measurement of Buffer Values and on the Relationship of Buffer Value to the Dissociation Constant of the Buffer and the Concentration and Reaction of the Buffer Solution" ने आज भी उपयोग में आने वाले कई सिद्धांतों की स्थापना की।

आधुनिक विकास (1950 के दशक-आज)

गणनात्मक विधियों के आगमन के साथ, अधिक जटिल बफर प्रणालियों का विश्लेषण किया जा सकता था। सटीक pH मीटर और स्वचालित टिट्रेशन प्रणालियों के विकास ने बफर क्षमता गणनाओं के प्रयोगात्मक सत्यापन में सुधार किया।

आज, बफर क्षमता रसायन विज्ञान, जैव रसायन, और पर्यावरण विज्ञान में एक मौलिक अवधारणा बनी हुई है, जिसके अनुप्रयोग नए क्षेत्रों जैसे नैनो प्रौद्योगिकी और व्यक्तिगत चिकित्सा में विस्तारित हो रहे हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

बफर क्षमता क्या है?

बफर क्षमता एक बफर समाधान के pH परिवर्तन के प्रति प्रतिरोध का माप है जब अम्ल या क्षार जोड़े जाते हैं। यह मापता है कि बफर में एक महत्वपूर्ण pH परिवर्तन करने से पहले कितनी मात्रा में अम्ल या क्षार जोड़ा जा सकता है। बफर क्षमता को आमतौर पर mol/L·pH में व्यक्त किया जाता है।

बफर क्षमता और बफर ताकत में क्या अंतर है?

हालांकि अक्सर एक दूसरे के लिए उपयोग किया जाता है, बफर ताकत आमतौर पर बफर घटकों की सांद्रता को संदर्भित करती है, जबकि बफर क्षमता विशेष रूप से pH परिवर्तन के प्रति प्रतिरोध को मापती है। उच्च सांद्रता वाला बफर आमतौर पर उच्च क्षमता रखता है, लेकिन यह संबंध अम्ल और क्षार के अनुपात और pH के pKa के निकटता पर निर्भर करता है।

किस pH पर बफर क्षमता अधिकतम होती है?

जब pH कमजोर अम्ल के pKa के बराबर होती है, तो बफर क्षमता अपने अधिकतम मान पर पहुँच जाती है। इस बिंदु पर, कमजोर अम्ल और उसके समकक्ष क्षार की सांद्रता समान होती है, जो pH परिवर्तनों के प्रति प्रतिरोध के लिए इष्टतम परिस्थितियाँ बनाती है।

क्या बफर क्षमता नकारात्मक हो सकती है?

नहीं, बफर क्षमता नकारात्मक नहीं हो सकती। यह उस अम्ल या क्षार की मात्रा का प्रतिनिधित्व करती है जो pH को बदलने के लिए आवश्यक होती है, जो हमेशा एक सकारात्मक मात्रा होती है। हालाँकि, टिट्रेशन वक्र की ढलान (जो बफर क्षमता से संबंधित होती है) तब नकारात्मक हो सकती है जब pH जोड़े गए टाइट्रेंट के साथ घटता है।

तापमान बफर क्षमता को कैसे प्रभावित करता है?

तापमान बफर क्षमता को मुख्य रूप से अम्ल विघटन स्थिरांक (Ka) को बदलकर प्रभावित करता है। अधिकांश कमजोर अम्ल अपने विघटन में अंतर्ग्रहणीय होते हैं, इसलिए Ka आमतौर पर तापमान के साथ बढ़ता है। यह अधिकतम बफर क्षमता प्राप्त करने के लिए pH को स्थानांतरित करता है और बफर क्षमता के परिमाण को बदल सकता है।

क्यों बफर क्षमता अत्यधिक pH मानों पर कम होती है?

pKa से दूर pH मानों पर, या तो अम्ल या क्षार रूप संतुलन में प्रमुख हो जाता है। एक रूप के प्रमुख होने पर, बफर के पास अम्ल या क्षार को जोड़ने पर रूपों के बीच परिवर्तित करने की कम क्षमता होती है, जिससे बफर क्षमता कम हो जाती है।

मैं अपने अनुप्रयोग के लिए सही बफर कैसे चुनूं?

अपने लक्षित pH के लिए इष्टतम बफर क्षमता के लिए, एक बफर चुनें जिसका pKa आपके लक्षित pH के 1 इकाई के भीतर हो। तापमान स्थिरता, आपके जैविक या रासायनिक प्रणाली के साथ संगतता, घुलनशीलता, और लागत जैसे अतिरिक्त कारकों पर विचार करें। सामान्य बफर में फॉस्फेट (pKa ≈ 7.2), ट्रिस (pKa ≈ 8.1), और एसीटेट (pKa ≈ 4.8) शामिल हैं।

क्या मैं pH बदले बिना बफर क्षमता बढ़ा सकता हूँ?

हाँ, आप एक ही अनुपात में अम्ल और समकक्ष क्षार के घटकों की कुल सांद्रता बढ़ाकर pH बदले बिना बफर क्षमता बढ़ा सकते हैं। यह तब किया जाता है जब एक समाधान को pH परिवर्तन के प्रति अधिक प्रतिरोध की आवश्यकता होती है बिना इसके प्रारंभिक pH को बदले।

आयनिक शक्ति बफर क्षमता को कैसे प्रभावित करती है?

उच्च आयनिक शक्ति समाधान में आयनों के गतिविधि गुणांक को प्रभावित कर सकती है, जो प्रभावी Ka मानों को बदलती है और परिणामस्वरूप बफर क्षमता को प्रभावित करती है। सामान्यतः, बढ़ी हुई आयनिक शक्ति आयनों की गतिविधि को कम करती है, जो सिद्धांतात्मक गणनाओं की तुलना में प्रभावी बफर क्षमता को कम कर सकती है।

बफर क्षमता और बफरिंग रेंज में क्या अंतर है?

बफर क्षमता एक विशिष्ट pH पर pH परिवर्तन के प्रति प्रतिरोध को मापती है, जबकि बफरिंग रेंज उस pH रेंज को संदर्भित करती है जिसमें बफर प्रभावी रूप से pH परिवर्तनों के प्रति प्रतिरोध करता है (आमतौर पर pKa ± 1 pH इकाई)। एक बफर अपने इष्टतम pH पर उच्च क्षमता रख सकता है लेकिन अपने बफरिंग रेंज के बाहर प्रभावी नहीं हो सकता।

कोड उदाहरण

यहाँ विभिन्न प्रोग्रामिंग भाषाओं में बफर क्षमता गणना के कार्यान्वयन हैं:

1import math
2
3def calculate_buffer_capacity(acid_conc, base_conc, pka, ph=None):
4    """
5    Calculate buffer capacity of a solution.
6    
7    Parameters:
8    acid_conc (float): Concentration of weak acid in mol/L
9    base_conc (float): Concentration of conjugate base in mol/L
10    pka (float): pKa value of the weak acid
11    ph (float, optional): pH at which to calculate buffer capacity.
12                         If None, uses pKa (maximum capacity)
13    
14    Returns:
15    float: Buffer capacity in mol/L·pH
16    """
17    # Total concentration
18    total_conc = acid_conc + base_conc
19    
20    # Convert pKa to Ka
21    ka = 10 ** (-pka)
22    
23    # If pH not provided, use pKa (maximum buffer capacity)
24    if ph is None:
25        ph = pka
26    
27    # Calculate hydrogen ion concentration
28    h_conc = 10 ** (-ph)
29    
30    # Calculate buffer capacity
31    buffer_capacity = 2.303 * total_conc * ka * h_conc / ((h_conc + ka) ** 2)
32    
33    return buffer_capacity
34
35# Example usage
36acid_concentration = 0.05  # mol/L
37base_concentration = 0.05  # mol/L
38pka_value = 4.7  # pKa of acetic acid
39ph_value = 4.7  # pH equal to pKa for maximum buffer capacity
40
41capacity = calculate_buffer_capacity(acid_concentration, base_concentration, pka_value, ph_value)
42print(f"Buffer capacity: {capacity:.6f} mol/L·pH")
43

1function calculateBufferCapacity(acidConc, baseConc, pKa, pH = null) {
2  // Total concentration
3  const totalConc = acidConc + baseConc;
4  
5  // Convert pKa to Ka
6  const Ka = Math.pow(10, -pKa);
7  
8  // If pH not provided, use pKa (maximum buffer capacity)
9  if (pH === null) {
10    pH = pKa;
11  }
12  
13  // Calculate hydrogen ion concentration
14  const hConc = Math.pow(10, -pH);
15  
16  // Calculate buffer capacity
17  const bufferCapacity = 2.303 * totalConc * Ka * hConc / Math.pow(hConc + Ka, 2);
18  
19  return bufferCapacity;
20}
21
22// Example usage
23const acidConcentration = 0.05;  // mol/L
24const baseConcentration = 0.05;  // mol/L
25const pKaValue = 4.7;  // pKa of acetic acid
26const pHValue = 4.7;  // pH equal to pKa for maximum buffer capacity
27
28const capacity = calculateBufferCapacity(acidConcentration, baseConcentration, pKaValue, pHValue);
29console.log(`Buffer capacity: ${capacity.toFixed(6)} mol/L·pH`);
30

1public class BufferCapacityCalculator {
2    /**
3     * Calculate buffer capacity of a solution.
4     * 
5     * @param acidConc Concentration of weak acid in mol/L
6     * @param baseConc Concentration of conjugate base in mol/L
7     * @param pKa pKa value of the weak acid
8     * @param pH pH at which to calculate buffer capacity (if null, uses pKa)
9     * @return Buffer capacity in mol/L·pH
10     */
11    public static double calculateBufferCapacity(double acidConc, double baseConc, double pKa, Double pH) {
12        // Total concentration
13        double totalConc = acidConc + baseConc;
14        
15        // Convert pKa to Ka
16        double Ka = Math.pow(10, -pKa);
17        
18        // If pH not provided, use pKa (maximum buffer capacity)
19        if (pH == null) {
20            pH = pKa;
21        }
22        
23        // Calculate hydrogen ion concentration
24        double hConc = Math.pow(10, -pH);
25        
26        // Calculate buffer capacity
27        double bufferCapacity = 2.303 * totalConc * Ka * hConc / Math.pow(hConc + Ka, 2);
28        
29        return bufferCapacity;
30    }
31    
32    public static void main(String[] args) {
33        double acidConcentration = 0.05;  // mol/L
34        double baseConcentration = 0.05;  // mol/L
35        double pKaValue = 4.7;  // pKa of acetic acid
36        double pHValue = 4.7;  // pH equal to pKa for maximum buffer capacity
37        
38        double capacity = calculateBufferCapacity(acidConcentration, baseConcentration, pKaValue, pHValue);
39        System.out.printf("Buffer capacity: %.6f mol/L·pH%n", capacity);
40    }
41}
42

1' Excel VBA Function for Buffer Capacity Calculation
2Function BufferCapacity(acidConc As Double, baseConc As Double, pKa As Double, Optional pH As Variant) As Double
3    ' Total concentration
4    Dim totalConc As Double
5    totalConc = acidConc + baseConc
6    
7    ' Convert pKa to Ka
8    Dim Ka As Double
9    Ka = 10 ^ (-pKa)
10    
11    ' If pH not provided, use pKa (maximum buffer capacity)
12    Dim pHValue As Double
13    If IsMissing(pH) Then
14        pHValue = pKa
15    Else
16        pHValue = pH
17    End If
18    
19    ' Calculate hydrogen ion concentration
20    Dim hConc As Double
21    hConc = 10 ^ (-pHValue)
22    
23    ' Calculate buffer capacity
24    BufferCapacity = 2.303 * totalConc * Ka * hConc / ((hConc + Ka) ^ 2)
25End Function
26
27' Usage in Excel cell:
28' =BufferCapacity(0.05, 0.05, 4.7, 4.7)
29

1calculate_buffer_capacity <- function(acid_conc, base_conc, pKa, pH = NULL) {
2  # Total concentration
3  total_conc <- acid_conc + base_conc
4  
5  # Convert pKa to Ka
6  Ka <- 10^(-pKa)
7  
8  # If pH not provided, use pKa (maximum buffer capacity)
9  if (is.null(pH)) {
10    pH <- pKa
11  }
12  
13  # Calculate hydrogen ion concentration
14  h_conc <- 10^(-pH)
15  
16  # Calculate buffer capacity
17  buffer_capacity <- 2.303 * total_conc * Ka * h_conc / ((h_conc + Ka)^2)
18  
19  return(buffer_capacity)
20}
21
22# Example usage
23acid_concentration <- 0.05  # mol/L
24base_concentration <- 0.05  # mol/L
25pKa_value <- 4.7  # pKa of acetic acid
26pH_value <- 4.7  # pH equal to pKa for maximum buffer capacity
27
28capacity <- calculate_buffer_capacity(acid_concentration, base_concentration, pKa_value, pH_value)
29cat(sprintf("Buffer capacity: %.6f mol/L·pH\n", capacity))
30

pH बफर क्षमता (mol/L·pH)

अधिकतम क्षमता pKa = 4.7 बफर क्षमता अधिकतम (pH = pKa)

संदर्भ

1. वैन स्लाइक, डीडी। (1922)। बफर मानों के माप और बफर के विघटन स्थिरांक और बफर समाधान की सांद्रता और प्रतिक्रिया के साथ बफर मान के संबंध पर। जर्नल ऑफ बायोलॉजिकल केमिस्ट्री, 52, 525-570।

2. पो, एच. एन., & सेनोज़ान, एन. एम. (2001)। हेंडरसन-हैसेलबाल्च समीकरण: इसका इतिहास और सीमाएँ। जर्नल ऑफ केमिकल एजुकेशन, 78(11), 1499-1503।

3. गुड, एन. ई., विंगेट, जी. डी., विंटर, डब्ल्यू., कॉनली, टी. एन., इज़ावा, एस., & सिंह, आर. एम. (1966)। जैविक अनुसंधान के लिए हाइड्रोजन आयन बफर। बायोकैमिस्ट्री, 5(2), 467-477।

4. पेरिन, डी. डी., & डेम्पसेy, बी. (1974)। pH और धातु आयन नियंत्रण के लिए बफर। चैपमैन और हॉल।

5. बायनोन, आर. जे., & ईस्टरबी, जे. एस. (1996)। बफर समाधान: मूल बातें। ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी प्रेस।

6. माइकलिस, एल। (1922)। डाई वासरस्टॉफियनकॉनसेन्ट्रेशन। स्प्रिंगर, बर्लिन।

7. क्रिश्चियन, जी. डी., दासगुप्ता, पी. के., & शुग, के. ए. (2013)। विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान (7वाँ संस्करण)। जॉन विली एंड संस।

8. हैरिस, डी. सी. (2010)। मात्रात्मक रासायनिक विश्लेषण (8वाँ संस्करण)। डब्ल्यू. एच. फ्रीमैन एंड कंपनी।

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