Cum se calculează capacitatea tamponului

Tampoanele care sunt utilizate în mod obișnuit constau fie dintr-un acid slab și din baza conjugată, fie dintr-o bază slabă și din acidul conjugat.

Soluție tampon - Exemple

1. HCO₃^- / CO₃^2- tampon
2. H₂PO₄^- / HPO₄^2- tampon
3. CH₃COOH / CH₃GÂNGURI^- N / A⁺ tampon

Prepararea soluției tampon

Când vrem să pregătim soluția tampon, luăm,

1. Un acid care are valoarea cea mai apropiată de pKa la pH-ul necesar și la sarea de bază conjugată sau,
2. O bază care are valoarea cea mai apropiată de 14 pKb la pH-ul necesar și sarea sa de acid conjugată.

Raportul tampon

Raportul tampon al celor două componente se găsește în faimoasa ecuație Henderson-Hassel Bach

 pH = pKa + log B / A    (B = bază, A = acid)

Capacitatea tamponului

Capacitatea tamponului ne arată cât de puternic este tamponul în ceea ce privește rezilierea oricărei adăugări de bază sau acid. Acest lucru depinde de două lucruri, raportul tampon și concentrațiile reale ale celor două componente. Un tampon este puternic atunci când ambele componente sunt în concentrații egale. Acest lucru se întâmplă numai dacă pH = pKa sau 14-PKb. De asemenea, știm că raportul tampon poate fi obținut în mai multe moduri.

De exemplu, dacă B / A = 2, atunci ar putea fi obținută de către,

B = 2 mucegai^-3    și A = 1 matriță^-3

B = 0,2 mucegai^-3 și A = 0.1 matriță^-3

B = 0,02 mucegai^-3 și A = 0,01 mucegai^-3 si asa mai departe.

Cu toate acestea, sa demonstrat că concentrațiile sunt mai mari, cu atât capacitatea tampon este mai mare.

Capacitatea tamponului este dată de indicele tampon β.

β = ΔB / ΔpH

ΔB = cantitatea de acid puternic sau de bază tare adăugată (în matriță molar^-3) și ΔpH = diferența de pH cauzată de adăugarea unei baze tari sau a unui acid tare.

Cum se calculează capacitatea tamponului 

PASUL 1: Luați 1 dm³ a tamponului de interes (1 litru)

PASUL 2: Măsurați pH-ul inițial folosind un pH-metru calibrat cu precizie, pH_X.

ETAPA 3: Adăugați o cantitate cunoscută de acid puternic / bază tare și amestecați bine soluția, permițând echilibrarea.

ETAPA 4: Măsurați pH-ul final al amestecului cu ajutorul unui pH-metru calibrat cu precizie, pH_y.

PASUL 5: CALCULARE

Pentru a ilustra folosesc tampon acetic, cantitatea adăugată de NaOH = 0,02 mol, pH = 4,75 pH_y= 5,20

Înlocuirea cu ecuația,

β = ΔB / ΔpH = 0,02 mol / (5,20-4,75)

                                = 0,044 mol

NOTĂ: întotdeauna capacitatea tampon este calculată pentru 1 dm³ din tampon. Dacă utilizați un volum diferit de tampon, calculați întotdeauna corespunzător.

Spuneți, diferența de pH de mai sus a fost dată de 500,0 cm³ din tampon, apoi β = (0,044 mol / 2) = 0,022 mol

Deoarece volumul este ½ de 1dm³ valoarea obținută este înmulțită cu ½.