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ヘンダーソン・ハッセルバルヒ方程式の意義と限界


化学の分野では、あらゆる物質の pH が重要な役割を果たします。化学物質または溶液の酸性、塩基性、または中性の性質に関する知識を含め、物質、溶液、または液体の性質を特定して知る必要があります。この知識は、私たちの日常生活において重要な役割を果たしています。

摂取する食品の酸性度が正常範囲を超えると、死亡に至るなど、人体に害を及ぼす可能性があります。このモジュールでは、Henderson-Hasselbalch 方程式の概念、重要性、使用法、限界など、個人が知っておく必要のあるすべての基本について説明します。

ヘンダーソン方程式の歴史

ローレンス・ジョセフ・ヘンダーソンは、1908 年に緩衝液の pH を計算するための式を開発しました。1917 年に、カール・アルバート・ハッセルバルヒはこの式を対数項で再定式化しました。これは現在、化学で頻繁に使用されています。

ヘンダーソン方程式とは?

緩衝液のpHを決定するには、ヘンダーソン・ハッセルバルヒの式を利用する必要があります。この方程式は、可逆反応の反応速度論から導き出されたもので、特定の溶液中の弱酸と弱塩基の特性を表しています。

Henderson-Hasselbalch 式は、酸解離定数 (pKa) と酸の pH (水溶液中) の間の相互作用を読者に示します。簡単に言えば、ヘンダーソンの式は、酸解離定数を酸の水溶液の pH に関連付ける化学式です。

この方程式は、さまざまなタンパク質の等電点を計算して調べるために化学でよく使用されます。タンパク質の等電点は、正味の電荷がゼロになる pH です。言い換えれば、タンパク質はプロトンを受け入れたり供与したりしません。

Henderson-Hasselbalch 式の制限:

<オール>
  • Henderson-Hasselbalch 方程式は、水の自己解離を説明していません。高度に希釈された緩衝液の正しい pH 値を提供することはできません。
  • ヘンダーソンの式は、化学平衡における酸の共役塩基の濃度が公称濃度と同じままであることを暗示しているため、ヘンダーソン-ハッセルバルヒの式は、強酸と強塩基の適切な結果を予測するには不十分です。つまり、陽子の塩基への結合は無視されます。
  • ヘンダーソンの式で述べられている仮定は、強塩基または強酸に関連する場合には当てはまらない場合があります。
  • この式で最も重要な仮定は、酸と共役塩基の濃度が平衡の間常に一定であるということです。
  • 水の加水分解と溶液全体の pH への影響の関連性は、見過ごされがちです。同様に、酸と塩基の解離の加水分解も見落とされています。
  • 酸解離定数

    酸解離定数「Ka」は、酸性溶液の強度を定量的に測定します。 Ka は、水溶液中の酸の任意の解離反応の平衡定数を表します。

    HA (水性) ⇌ H+(水性) + A−(水性)

    上記の反応:

    HA =ジェネリック酸

    A- =特定の酸の共役塩基

    H+ =水素プロトンまたはイオンです

    方程式内のこれらの量は、たとえそれらの濃度が時間とともに変化しなくても、平衡のままです。

    Ka の値は、他の平衡定数と同様に、平衡状態での各水性成分のリットルあたりのモル数で測定された濃度を利用して決定されます。以下は、酸解離定数 (Ka) の式です:

    Ka=[H+][A-]/[HA]

    ヘンダーソン方程式

    ヘンダーソン方程式の書き方にはいくつかの方法があります。最も頻繁に使用される式/方程式は次の 2 つです。

    pH =pKa + log [共役酸]/[弱酸]

    pOH =pKb + log [共役酸]/[弱塩基]

    ヘンダーソン方程式の用途と意義

    化学分野における Henderson-Hasselbalch 方程式の主な目的は次のとおりです。

    <オール>
  • pH 7 の緩衝液中で、さまざまな生体分子官能基のプロトン化状態を見つけること。
  • 酸の共役塩基の相対強度を、塩基と酸のそれぞれの Kb と Ka の値を使用して、どの程度正確に調べることができるかを判断すること。
  • 酸と塩基の共役ペアの Ka と Kb の指定値に応じて、特定の塩の水溶液が本質的に塩基性、酸性、または中性のいずれであるかを判断すること。
  • 少量の酸または塩基が緩衝液に導入されたときに、塩基性または酸性の緩衝液が、どのようにして実質的な pH 変化に耐えることができるかを説明すること。
  • 化学における緩衝液を説明し、知るために使用されます。
  • 化学における緩衝能力を決定し、知るために使用されます。
  • 化学における塩基性または酸性緩衝液の調製方法を知るために使用されます。
  • pOH/pH を計算するには、酸塩基の初期濃度が与えられた塩基を含む溶液中のイオン
  • 結論

    この記事では、Henderson-Hasselbalch 式の概念、使用法、重要性、および制限について説明します。 Henderson-Hasselbalch 式は、化学分野に関心のある個人が緩衝液の測定方法と検査方法を理解するのに役立ちます。ヘンダーソン・ハッセルバルヒ方程式の概念に精通していることは、将来の化学者や化学技術者にとって役立ちます。





    命名法

    アルデヒドの命名には、標準的な方法またはおそらく IUPAC システムが使用されます。アルデヒドのよく知られた言葉は、カルボン酸の一般的な言葉から得られました。次のシナリオを検討してください:





    IUPAC システムは一連のルールに従って複合アイデンティティを作成します。脂肪族アルデヒドの命名規則は次のとおりです。

    <オール>
  • 最長の炭素原子鎖の内側にあるカルボニル基を見つけます。
  • 同量の炭素を持つアルカン名が親名として使用されます。
  • アルカンのタイトルから thee を削除し、al に置き換えます。
  • 主に鎖中のカルボニル炭素に可能な限り小さい数を割り当てます。
  • 代役を特定して指名する
  • 以下は IUPAC 命名の例です:





    カルバルデヒドという用語は、環状、脂肪族、および芳香族アルデヒドを識別するために、IUPAC システムの環構造の指定に追加されます。





    ベンゼンカルバルデヒドではなく、大多数の化学者はそれをベンズアルデヒドと呼んでいます。この代替用語は、記事などの多くの情報源でも使用されています。

    化学式

    RCHO は、そのようなアルデヒドの化学式です。 R は水素イオンまたは炭素/水素ストリングを表し、CO は再びカルボニルを表し、H はこの式のカルボニル シーケンスに接続された水素を表します。アルデヒド水素とカルボニルの間のリンクを構築するため、この順序で式を記述することが重要です。

    アルデヒドの物理的特性

    アルデヒドは、一般的な平衡式がR-CHOである有機化合物に属します。 R は、水素または置換または非置換の革命的な炭化水素です。

    いくつかのアルデヒドは、室温で爆発的な量の蒸気を生成する、予測不可能で可燃性の液体のようです。より少ないアルデヒド成分、および不飽和および置換鎖を持つ成分は、最も厳しい火災および爆発防止対策と、最も広範な刺激性に対する予防措置を必要とします。

    アルデヒド用途

    • ホルムアルデヒドは洗浄剤および有機標本の保存に利用されています。
    • メガネはアルデヒドで銀メッキされています。
    • ホルムアルデヒドは、さまざまなポリマーや樹脂の製造に使用される化学物質です。
    • フレグランスと染料 (色) 事業はどちらもベンズアルデヒドを利用しています。

    アルデヒド用途

    1.抗酸化剤

    ホルマリンは、生物学的および解剖学的標本を保存するために使用される化学物質です。これは、主要な研究機関で一般的な標本保管方法です。医療器具の洗浄に使用されます。

    2.高分子製品の製造

    殺菌剤、殺虫剤、殺菌剤などの高分子製品が、バクテリア、虫、菌類を寄せ付けないようにするために使用されている理由を考えたことはありますか?これは、これらのアイテムの製造に使用されるホルムアルデヒド要素によるものです.

    3.防腐剤

    その強力な成分により、クレンジングウォーターに反応します。組織もホルマリンによって硬化します。

    4.製紙

    アクロレインは、粘液を調節するため、製紙業界で必要な成分です.

    5.除菌

    この化合物は、油井や冷却水タンクに見られるバクテリアを殺します。

    6.防腐剤

    アセトアルデヒドは香料成分であり、果物や魚介類の防腐剤です。

    7.ゴムとタイヤの製造

    ベンゼンを含む溶剤は、ゴムの製造工程での使用に適しています。

    8.印刷/塗装

    ベンゼンはベース塗料とオーバーコート塗料に含まれているため、印刷業界では印刷機器の修理と消毒に一般的に使用されています.

    9.化学薬品/プラスチック

    ベンザインは、プラスチックやナイロンなどの合成素材の製造に使用される化学物質です。ベンゼンは、クレンザーなど、プラスチック産業でいくつかの方法で使用されます。

    10.石油/石油/アスファルト

    アルデヒドは、ガソリンなどの石油製品の製造に使用される化学物質です。屋根ふき会社が利用するアスファルトの製造に使用されます。

    結論

    アルデヒドは、末端に炭素原子を持つ有機分子のようです。 CHO は主成分の 1 つであるため、これらは CHO を含む化合物として分類されます。アルコールの脱水素により、酸素分子から水素イオンが除去され、アルデヒドが生成されます。炭素はその後、反応の結果として二重結合を形成します。アルデヒドは、他の化学物質を製造するために業界で一般的に利用されています。アルデヒドはさまざまな方法で使用され、その多くは幅広い産業で普及しています。アルデヒドは4つのカテゴリーに分類されます。アクロレイン、アセトアルデヒド、およびベンズアルデヒドはすべて、炭素分子、酸素、および炭素であるホルムアルデヒドの形態です。



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