MolDraw › Kimya araçları › Henderson–Hasselbalch Hesaplayıcı
Henderson–Hasselbalch Hesaplayıcı (Tampon pH’ı)
Kısaca: Henderson–Hasselbalch hesaplayıcı: tampon pH’ını, pKa’yı, baz/asit oranını ya da hedef pH için ne kadar asit ve eşlenik baz kullanılacağını bulun; yaygın tamponlar için hazır ayarlarla. Ücretsizdir, web tarayıcınızda çalışır ve indirme gerektirmez.
Yaygın bir tampon seçin veya bir pKa yazın. pH, pKa veya [A⁻]/[HA] oranı için çözün ya da hesaplayıcının toplam derişimi mol ve gram cinsinden asit ve baz miktarlarına bölmesini sağlayın. Zayıf baz modu pOH = pKb + log([BH⁺]/[B]) ifadesini kullanır.
Henderson–Hasselbalch denklemi
pH = pKa + log₁₀([A⁻]/[HA]) [A⁻]/[HA] = 10^(pH − pKa)
zayıf baz tamponu: pOH = pKb + log₁₀([BH⁺]/[B]) pH = 14,00 − pOH (25 °C)
toplam derişimi C olan tampon hazırlama: [HA] = C / (1 + r) [A⁻] = C·r / (1 + r) r = 10^(pH − pKa)
İki tür de aynı hacimde olduğundan oranda derişim yerine mol kullanabilirsiniz. [A⁻] = [HA] olduğunda pH = pKa’dır. Bir baz tamponu için karşılık gelen asit sabiti pKa(BH⁺) = 14,00 − pKb’dir; bu yüzden pKb = 4,75 olan NH₃/NH₄⁺, pKa = 9,25 olan bir asit tamponu gibi davranır.
Tampon kapasitesi
Bir tampon, baz/asit oranının 0,1 ile 10 arasında olduğu yaklaşık pKa ± 1 aralığında en iyi çalışır. Kapasite pH = pKa’da en yüksektir ve toplam derişimle artar. Hesaplayıcı, pH’ı bir birim kaydırmak için litre başına gereken kuvvetli asit veya baz molü olan β = 2,303·C·Ka[H⁺]/(Ka + [H⁺])² değerini verir (suyun kendi katkısı göz ardı edilir).
Yaygın tamponlar ve pKa değerleri (25 °C)
| Tampon | Asit / baz çifti | pKa | Kullanışlı pH aralığı |
|---|---|---|---|
| Asetik asit / asetat | CH₃COOH / CH₃COO⁻ | 4.76 | 3,76 – 5,76 |
| Formik asit / format | HCOOH / HCOO⁻ | 3.75 | 2,75 – 4,75 |
| Sitrik asit (pKa₁) | H₃Cit / H₂Cit⁻ | 3.13 | 2,13 – 4,13 |
| Karbonik asit / bikarbonat | H₂CO₃ / HCO₃⁻ | 6.35 | 5,35 – 7,35 |
| Fosfat (pKa₂) | H₂PO₄⁻ / HPO₄²⁻ | 7.21 | 6,21 – 8,21 |
| HEPES | HEPES / HEPES⁻ | 7.5 | 6,5 – 8,5 |
| Tris | TrisH⁺ / Tris | 8.07 | 7,07 – 9,07 |
| Amonyum / amonyak | NH₄⁺ / NH₃ | 9.25 | 8,25 – 10,25 |
pKa değerleri 25 °C’de ve düşük iyonik şiddette tipik literatür değerleridir. Fosfatın diğer pKa değerleri yaklaşık 2,15 ve 12,3’tür. Sitrik asidinkiler 3,13, 4,76 ve 6,40’tır. Karbonik asit değeri, çözünmüş CO₂’yi de içeren görünür pKa’dır. Tris °C başına yaklaşık −0,03 pH birimi değişir; bu yüzden 25 °C’de hazırlanan bir Tris tamponu 37 °C’de daha asidiktir.
Çözümlü örnekler
Asetat tamponu pH’ı
0,10 M asetik asit ve 0,15 M sodyum asetat, pKa = 4,76.
pH = 4,76 + log(0,15/0,10) = 4,76 + 0,176
pH = 4,94
Kuvvetli asit ekleme (JEE/NEET tarzı)
Bir tamponda 0,10 mol CH₃COOH ve 0,10 mol CH₃COO⁻ var. 0,010 mol HCl ekleniyor.
H⁺ bazı aside dönüştürür: baz 0,09 mol, asit 0,11 mol. pH = 4,76 + log(0,09/0,11)
pH = 4,67 (yalnızca 0,09 birim daha düşük)
Kan benzeri fosfat için oran
H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻ ile hedef pH 7,40, pKa = 7,21.
[HPO₄²⁻]/[H₂PO₄⁻] = 10^(7,40 − 7,21) = 10^0,19
Oran = 1,55 : 1
pH 5,00’te 1,0 L 0,10 M asetat tamponu hazırlayın
r = 10^(5,00 − 4,76) = 1,738. [HA] = 0,10/2,738 = 0,0365 M, [A⁻] = 0,0635 M.
Sodyum asetat: 0,0635 mol × 82,03 g/mol. Asetik asit: 0,0365 mol × 60,05 g/mol.
5,21 g CH₃COONa + 2,19 g CH₃COOH
pKb’den bazik tampon
0,20 M NH₃ ve 0,10 M NH₄Cl, pKb = 4,75.
pOH = 4,75 + log(0,10/0,20) = 4,45
pH = 14,00 − 4,45 = 9,55
Yarı nötrleşmeden pKa bulma
Zayıf bir asidin yarı nötrleşme noktasında pH metre 3,75 gösteriyor.
[A⁻] = [HA], dolayısıyla log(1) = 0.
pKa = 3,75 (formik asit)
Sık yapılan hatalar
- Oranı ters yazmak. Baz bölü asittir: log([A⁻]/[HA]). Daha fazla baz daha yüksek pH demektir.
- Asit denkleminde pKb kullanmak. NH₃/NH₄⁺ için ya pOH = pKb + log([BH⁺]/[B]) kullanın ya da dönüştürün: pKa = 14 − pKb.
- Önce tepkimeyi unutmak. Kuvvetli asit veya baz eklediğinizde denklemi kullanmadan önce stokiyometriyi (mol) yapın.
- Aralığı dışında kullanmak. Denklem, iki türün de [H⁺] ve [OH⁻]’den çok daha derişik olduğunu varsayar. Çok seyreltik tamponlarda ve 10 : 1’in çok ötesindeki oranlarda geçersizdir.
- Poliprotik asitlerde yanlış pKa. Gerçekte elinizde olan iki tür arasındaki pKa’yı seçin. H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻ için 2,15 değil pKa₂ = 7,21 kullanılır.
- Sıcaklık. Buradaki pKa değerleri 25 °C içindir. Tris ve amin tamponları sıcaklıkla belirgin şekilde kayar.
Asit–baz yapıları mı çiziyorsunuz? Ücretsiz çevrimiçi kimyasal yapı editörü MolDraw’da tampon türlerini, titrasyon şemalarını ve mekanizmaları çizin.
MolDraw editörünü açSık sorulan sorular
Henderson–Hasselbalch denklemi nedir?
pH = pKa + log₁₀([A⁻]/[HA]). Zayıf bir asit HA ve eşlenik bazı A⁻’dan hazırlanan tamponun pH’ını verir. Ka ifadesinin yeniden düzenlenip logaritmasının alınmasıyla elde edilir.
Hedef pH için baz/asit oranı nasıl hesaplanır?
[A⁻]/[HA] = 10^(pH − pKa) kullanın. pH 5,00’te bir asetat tamponu için oran 10^(5,00 − 4,76) = 1,74’tür.
Derişim yerine mol kullanabilir miyim?
Evet. İki tür de aynı hacimdedir, bu yüzden hacim oranda sadeleşir. Kuvvetli asit veya baz ekledikten sonra mol cinsinden çalışabilmenizin nedeni budur.
Bir tamponun etkili aralığı nedir?
Baz/asit oranının 0,1 ile 10 arasında olduğu yaklaşık pKa ± 1 pH birimi. pKa’sı ihtiyacınız olan pH’a yakın bir tampon seçin.
Denklemi NH₃/NH₄Cl gibi bazik bir tampon için nasıl kullanırım?
pOH = pKb + log([BH⁺]/[B]) ve ardından pH = 14 − pOH kullanın. Ya da pKa = 14 − pKb = 9,25 ile pH = pKa + log([NH₃]/[NH₄⁺]) kullanın. İkisi de aynı pH’ı verir.
Ölçtüğüm tampon pH’ı neden hesaplanan değerden farklı?
Denklem aktiviteler yerine derişimleri kullanır, bu yüzden iyonik şiddet gerçek pH’ı yaklaşık 0,1–0,2 birime kadar kaydırır. Sıcaklık da pKa’yı değiştirir. Son pH’ı bir pH metreyle ayarlayın.
İlgili kimya araçları
Son güncelleme: