緩衝液は、少量の酸や塩基にさらされた場合でも一定の pH を維持するように設計された水溶液です。酸性 (pH <7) または塩基性 (pH> 7) のいずれであっても、緩衝液は弱酸または弱塩基とその共役塩基または酸の塩をそれぞれ混合したものです。特定のバッファーの特定の pH を計算するには、酸性バッファーの Henderson-Hasselbalch 方程式を使用する必要があります。 [A-] は共役塩基の濃度、[HA] は弱酸の濃度です。
塩基性 (アルカリ性) バッファーの場合、Henderson-Hasselbach 式は "pH =14 - (pKb + log10([B+]/[BOH]))" であり、Kb は弱塩基 [B+] の「解離定数」です。 ] は共役酸の濃度、[BOH] は弱塩基の濃度です。
酸性緩衝液の pH の計算
<オール>弱酸の体積 (リットル) にその濃度 (モル/リットル) を掛けます。これにより、最終的な緩衝液に含まれる酸分子の総数が得られます。
はかりを使用して、バッファーの作成に使用する共役塩基塩を計量します。質量をグラム単位で記録します。
この質量を塩のモル重量 (1 モルあたりのグラム数) で割り、サンプルに含まれる総モル数を求めます。
弱酸の解離定数 (Ka) を調べます。 Ka 値の広範なリストへのリンクについては、以下の「リソース」セクションを参照してください。
弱酸の量 (リットル) を、共役塩基塩を溶解する予定の水の量 (リットル) に加えます。この値は、緩衝液の最終容量を表します。
弱酸分子 (ステップ 1 から) のモル数をバッファー溶液 (ステップ 5 から) の総量で割ります。これにより、緩衝液中の弱酸の濃度 [HA] が得られます。
共役塩基塩分子 (ステップ 3 から) のモル数をバッファー溶液 (ステップ 5 から) の総量で割ります。これにより、緩衝液中の共役塩基の濃度 [A-] が得られます。
電卓を使用して、弱酸の解離定数 (ステップ 4 から) の標準対数 (つまり、log 10) を決定します。結果に -1 を掛けて、「pKa」の値を取得します。
[A-] (ステップ 7 から) の値を [HA] (ステップ 6 から) の値で割ります。
計算機を使用して、ステップ 9 の結果の標準対数を決定してください。
ステップ 8 と 10 の結果を合計して、緩衝液の pH を計算します。
塩基性 (アルカリ) 緩衝液の pH の計算
<オール>弱塩基の体積 (リットル) にその濃度 (モル/リットル) を掛けます。これにより、最終的な緩衝液に含まれる塩基分子の総数が得られます。
はかりを使用して、バッファーの作成に使用する共役酸塩を計量します。質量をグラム単位で記録します。
この質量を塩のモル重量 (1 モルあたりのグラム数) で割り、サンプルに含まれる総モル数を求めます。
弱塩基の解離定数 (Kb) を調べます。 Kb 値の広範なリストへのリンクについては、以下の「リソース」セクションを参照してください。
弱塩基の量 (リットル) を、共役酸塩を溶解する予定の水の量 (リットル) に加えます。この値は、緩衝液の最終容量を表します。
弱塩基分子 (セクション 2、ステップ 1 から) のモル数を緩衝液の総量 (セクション 2、ステップ 5 から) で割ります。これにより、緩衝液中の弱塩基の濃度 [BOH] が得られます。
共役酸塩分子のモル数 (セクション 2、ステップ 3 から) を緩衝液の総量 (セクション 2、ステップ 5 から) で割ります。これにより、緩衝液中の共役酸の濃度 [B+] が得られます。
電卓を使用して、弱塩基の解離定数の標準対数 (つまり、log 10) を決定します (セクション 2、ステップ 4 から)。結果に -1 を掛けて "pKb" の値を取得します。
[B+] (セクション 2、ステップ 7 から) の値を [BOH] (セクション 2、ステップ 6 から) の値で割ります。
計算機を使用して、セクション 2、ステップ 9 の結果の標準対数を決定します。
ステップ 8 と 10 の結果を合計して、緩衝液の pOH を計算します。
14 から pOH を引いて、緩衝液の pH を求めます。
必要なもの
- デジタル スケール
- グラフ電卓
