[Løst]pH i en buffer.

[Xomg]

Heisann.

 

Jeg diskuterte en del med kjemilæreren min i dag, og sliter med å forstå noe om pH i buffere. Formelen for å regne ut pH i en buffer er jo som kjent:

 

pH = -log (K_a * [syre]/[base])

 

Formelen sier jo at pH vil ikke endre seg dersom du tilsetter vann, fordi forholdstallet mellom syre og base vil ikke endre seg.

 

Eksempelløsningen er 100 ml, men jeg fortynner til 1 liter (0.25 mol syre og 0.15 mol base):

(0.25/0.1)/(0.15/0.1) = (0.25/1)/(0.15/1)

 

Det er forsåvidt greit, jeg skjønner jo formelen, men jeg forstår det likevel ikke i praksis. Hvis vi sier at pK_a til en syre er for eksempel lik 1, hvordan kan pH fortsatt være 1 hvis jeg kveller på med en 10-liters bøtte med vann? Vil ikke syren og basen i bufferen bli så fortynnet at pH blir tilnærmet nøytral? Min lærer skjønte problemet, men mente at formelen var rett og at pH ville forbli 1.

 

Hvordan er det mulig?

Endret 12. januar 2009 av Xomg

[GeO]

Du har helt rett, ligningen gjelder ikke for veldig fortynnede løsninger. Når man bruker bufferligningen (også kalt Henderson-Hasselbalch-ligningen når den er på pH-form) antar man at konsentrasjonene av syre og korresponderende base er tilnærmet lik startkonsentrasjonene, dvs. at disse tilnærmelsene gjelder:

 

[HA] ≈ [HA]₀

[A^-] ≈ [A^-]₀

 

Det gjør de som oftest, siden alle "praktiske" buffere har forholdsvis store konsentrasjoner av både syre og base (de må de være for at bufferkapasiteten skal bli brukbar). Men det blir altså mer innviklet hvis man fortynner bufferen veldig, og den ligningen man da må bruke er tilsvarende mye styggere (selv om den fint kan utledes og brukes).

 

Mer at ligningen for syrekonstanten alltid gjelder:

 

K_a = [H⁺][A^-]/[HA]

 

Forskjellen er altså hva man setter inn for [HA] og [A^-]. Når løsningen er fortynnet kan man ikke bare sette inn startkonsentrasjonene, dvs. mengden tilsatt syre og base, siden protolysegraden ikke lenger er neglisjerbar. Så læreren har rett i at formelen gjelder slik den står over her, men det betyr ikke at tallene man setter inn er riktige.

[Janhaa]

GENERELT:

Hvis du vil har en syre med pK_a lik 1, så er K_a = 0,1. Denne syre er faktisk relativt sterk!

Bufferlikninga gjelder for svake syrer og dens korresponderende base.

 

EN Grov regel sier at mellomsterke syrer har K_a omkring 0,01. Og svakes syrer har da K_a < 0,01.

 

Dessuten må forholdet mellom [syre] og [base] være mellom 0.1 til 10.0, for at buffer'n skal være effektiv

dvs:

 

0,1 < [syre] / [base] < 10

-----------------------------

 

ser du har fått en mer konkret forklaring over.

[Xomg]

Du har helt rett, ligningen gjelder ikke for veldig fortynnede løsninger. Når man bruker bufferligningen (også kalt Henderson-Hasselbalch-ligningen når den er på pH-form) antar man at konsentrasjonene av syre og korresponderende base er tilnærmet lik startkonsentrasjonene, dvs. at disse tilnærmelsene gjelder:

 

[HA] ≈ [HA]₀

[A^-] ≈ [A^-]₀

 

Det gjør de som oftest, siden alle "praktiske" buffere har forholdsvis store konsentrasjoner av både syre og base (de må de være for at bufferkapasiteten skal bli brukbar). Men det blir altså mer innviklet hvis man fortynner bufferen veldig, og den ligningen man da må bruke er tilsvarende mye styggere (selv om den fint kan utledes og brukes).

 

Mer at ligningen for syrekonstanten alltid gjelder:

 

K_a = [H⁺][A^-]/[HA]

 

Forskjellen er altså hva man setter inn for [HA] og [A^-]. Når løsningen er fortynnet kan man ikke bare sette inn startkonsentrasjonene, dvs. mengden tilsatt syre og base, siden protolysegraden ikke lenger er neglisjerbar. Så læreren har rett i at formelen gjelder slik den står over her, men det betyr ikke at tallene man setter inn er riktige.

 

Ah, det forklarte alt.

Tusen takk for det raske svaret!