MolDraw › Alat kimia › Kalkulator Henderson–Hasselbalch
Kalkulator Henderson–Hasselbalch (pH Buffer)
Singkatnya: Kalkulator Henderson–Hasselbalch: tentukan pH buffer, pKa, rasio basa/asam, atau berapa banyak asam dan basa konjugat yang digunakan untuk pH target, dengan preset untuk buffer umum. Gratis, berjalan di peramban web Anda, dan tidak perlu diunduh.
Pilih buffer umum atau ketik pKa. Selesaikan untuk pH, pKa, atau rasio [A⁻]/[HA], atau biarkan kalkulator membagi konsentrasi total menjadi jumlah asam dan basa, dalam mol dan gram. Mode basa lemah menangani pOH = pKb + log([BH⁺]/[B]).
Persamaan Henderson–Hasselbalch
pH = pKa + log₁₀([A⁻]/[HA]) [A⁻]/[HA] = 10^(pH − pKa)
buffer basa lemah: pOH = pKb + log₁₀([BH⁺]/[B]) pH = 14,00 − pOH (25 °C)
membuat buffer dengan konsentrasi total C: [HA] = C / (1 + r) [A⁻] = C·r / (1 + r) r = 10^(pH − pKa)
Karena kedua spesi berada dalam volume yang sama, Anda dapat menggunakan mol sebagai ganti konsentrasi dalam rasio. Jika [A⁻] = [HA], pH = pKa. Untuk buffer basa, konstanta asam padanannya adalah pKa(BH⁺) = 14,00 − pKb, sehingga NH₃/NH₄⁺ dengan pKb = 4,75 berperilaku seperti buffer asam dengan pKa = 9,25.
Kapasitas buffer
Buffer bekerja paling baik dalam rentang sekitar pKa ± 1, tempat rasio basa/asam berada di antara 0,1 dan 10. Kapasitasnya tertinggi pada pH = pKa dan meningkat seiring konsentrasi total. Kalkulator melaporkan β = 2,303·C·Ka[H⁺]/(Ka + [H⁺])², yaitu mol asam atau basa kuat per liter yang diperlukan untuk menggeser pH sebesar satu satuan (kontribusi air sendiri diabaikan).
Buffer umum dan nilai pKa (25 °C)
| Buffer | Pasangan asam / basa | pKa | Rentang pH yang berguna |
|---|---|---|---|
| Asam asetat / asetat | CH₃COOH / CH₃COO⁻ | 4.76 | 3,76 hingga 5,76 |
| Asam format / format | HCOOH / HCOO⁻ | 3.75 | 2,75 hingga 4,75 |
| Asam sitrat (pKa₁) | H₃Cit / H₂Cit⁻ | 3.13 | 2,13 hingga 4,13 |
| Asam karbonat / bikarbonat | H₂CO₃ / HCO₃⁻ | 6.35 | 5,35 hingga 7,35 |
| Fosfat (pKa₂) | H₂PO₄⁻ / HPO₄²⁻ | 7.21 | 6,21 hingga 8,21 |
| HEPES | HEPES / HEPES⁻ | 7.5 | 6,5 hingga 8,5 |
| Tris | TrisH⁺ / Tris | 8.07 | 7,07 hingga 9,07 |
| Amonium / amonia | NH₄⁺ / NH₃ | 9.25 | 8,25 hingga 10,25 |
Nilai pKa adalah nilai literatur umum pada 25 °C dan kekuatan ion rendah. Nilai pKa fosfat lainnya sekitar 2,15 dan 12,3. Nilai untuk asam sitrat adalah 3,13, 4,76, dan 6,40. Nilai asam karbonat adalah pKa semu yang memperhitungkan CO₂ terlarut. pH Tris berubah sekitar −0,03 satuan per °C, sehingga buffer Tris yang dibuat pada 25 °C lebih asam pada 37 °C.
Contoh soal
pH buffer asetat
Asam asetat 0,10 M dan natrium asetat 0,15 M, pKa = 4,76.
pH = 4,76 + log(0,15/0,10) = 4,76 + 0,176
pH = 4,94
Penambahan asam kuat (gaya JEE/NEET)
Suatu buffer mengandung 0,10 mol CH₃COOH dan 0,10 mol CH₃COO⁻. Ditambahkan 0,010 mol HCl.
H⁺ mengubah basa menjadi asam: basa 0,09 mol, asam 0,11 mol. pH = 4,76 + log(0,09/0,11)
pH = 4,67 (hanya turun 0,09 satuan)
Rasio untuk fosfat menyerupai darah
pH target 7,40 dengan H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻, pKa = 7,21.
[HPO₄²⁻]/[H₂PO₄⁻] = 10^(7,40 − 7,21) = 10^0,19
Rasio = 1,55 : 1
Buat 1,0 L buffer asetat 0,10 M, pH 5,00
r = 10^(5,00 − 4,76) = 1,738. [HA] = 0,10/2,738 = 0,0365 M, [A⁻] = 0,0635 M.
Natrium asetat: 0,0635 mol × 82,03 g/mol. Asam asetat: 0,0365 mol × 60,05 g/mol.
5,21 g CH₃COONa + 2,19 g CH₃COOH
Buffer basa dari pKb
NH₃ 0,20 M dan NH₄Cl 0,10 M, pKb = 4,75.
pOH = 4,75 + log(0,10/0,20) = 4,45
pH = 14,00 − 4,45 = 9,55
Menentukan pKa dari setengah penetralan
Pada setengah penetralan asam lemah, pH meter menunjukkan 3,75.
[A⁻] = [HA], sehingga log(1) = 0.
pKa = 3,75 (asam format)
Kesalahan umum
- Rasio terbalik. Rasionya basa per asam: log([A⁻]/[HA]). Semakin banyak basa, semakin tinggi pH.
- pKb dalam persamaan asam. Untuk NH₃/NH₄⁺, gunakan pOH = pKb + log([BH⁺]/[B]) atau konversi: pKa = 14 − pKb.
- Lupa memperhitungkan reaksinya dahulu. Jika Anda menambahkan asam atau basa kuat, kerjakan stoikiometrinya (mol) sebelum menggunakan persamaan.
- Menggunakannya di luar rentangnya. Persamaan ini mengasumsikan kedua spesi jauh lebih pekat daripada [H⁺] dan [OH⁻]. Persamaan ini gagal untuk buffer yang sangat encer dan untuk rasio jauh di atas 10 : 1.
- pKa yang salah untuk asam poliprotik. Pilih pKa di antara dua spesi yang benar-benar Anda miliki. H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻ menggunakan pKa₂ = 7,21, bukan 2,15.
- Suhu. Nilai pKa di sini untuk 25 °C. Buffer Tris dan amina bergeser cukup besar seiring suhu.
Menggambar struktur asam–basa? Sketsa spesi buffer, skema titrasi, dan mekanisme di MolDraw, editor struktur kimia online gratis.
Buka editor MolDrawPertanyaan yang sering diajukan
Apa itu persamaan Henderson–Hasselbalch?
pH = pKa + log₁₀([A⁻]/[HA]). Persamaan ini memberikan pH buffer yang dibuat dari asam lemah HA dan basa konjugatnya A⁻. Persamaan ini diperoleh dengan menyusun ulang ungkapan Ka dan mengambil logaritmanya.
Bagaimana cara menghitung rasio basa terhadap asam untuk pH target?
Gunakan [A⁻]/[HA] = 10^(pH − pKa). Untuk buffer asetat pada pH 5,00, rasionya 10^(5,00 − 4,76) = 1,74.
Bisakah saya menggunakan mol sebagai ganti konsentrasi?
Bisa. Kedua spesi berada dalam volume yang sama, sehingga volume saling meniadakan dalam rasio. Inilah sebabnya Anda dapat bekerja dengan mol setelah menambahkan asam atau basa kuat.
Berapa rentang efektif suatu buffer?
Sekitar pKa ± 1 satuan pH, tempat rasio basa/asam berada di antara 0,1 dan 10. Pilih buffer yang pKa-nya dekat dengan pH yang Anda perlukan.
Bagaimana menggunakan persamaan ini untuk buffer basa seperti NH₃/NH₄Cl?
Gunakan pOH = pKb + log([BH⁺]/[B]) lalu pH = 14 − pOH. Atau gunakan pKa = 14 − pKb = 9,25 dengan pH = pKa + log([NH₃]/[NH₄⁺]). Keduanya menghasilkan pH yang sama.
Mengapa pH buffer hasil pengukuran berbeda dari nilai hasil perhitungan?
Persamaan ini menggunakan konsentrasi, bukan aktivitas, sehingga kekuatan ion menggeser pH sebenarnya hingga sekitar 0,1 sampai 0,2 satuan. Suhu juga mengubah pKa. Sesuaikan pH akhir dengan pH meter.
Alat kimia terkait
Terakhir diperbarui: