NexTutor
Wirtualne laboratorium/Chemia/Kwasy i zasady/Bufor pH — równanie Hendersona–Hasselbalcha

Bufor pH — równanie Hendersona–Hasselbalcha

Bufor to mieszanina słabego kwasu HA i jego sprzężonej zasady A⁻, która utrzymuje niemal stałe pH mimo dodatku mocnego kwasu lub zasady. Opisuje go równanie Hendersona–Hasselbalcha: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]). Dodany H⁺ czy OH⁻ zmienia stosunek tylko nieznacznie — to pojemność buforowa. Zmień stosunek składników, pKa i ilość dodanego kwasu/zasady.

Chemia · Kwasy i zasady · Bufor pH (CHE.KWAS)
Stężenie zasady [A][A^-]0.5 mol/dm³
Stężenie kwasu [HA][HA]0.5 mol/dm³
Stała pKapK_a4.5
Dodany kwas (−) / zasada (+)0 mmol
Do buforu dodajesz trochę mocnego kwasu. pH…
stosunek [A⁻]/[HA]
1.00
pH bufora
4.50
ΔpH buforu
+0.00
pH gdyby woda
7.00

Co się właśnie stało?

Dodałeś mocny kwas, ale pH ledwie drgnęło. Bufor to mieszanina słabego kwasu HAHA i jego zasady sprzężonej AA^- — para, która pochłania zarówno dodane H+H^+, jak i OHOH^-.

Równanie Hendersona–Hasselbalcha:

pH=pKa+log[A][HA]pH = pK_a + \log\frac{[A^-]}{[HA]}

pH zależy nie od bezwzględnych stężeń, lecz od ich stosunku. Gdy [A]=[HA][A^-] = [HA], mamy log1=0\log 1 = 0, więc pH=pKapH = pK_a — to serce zakresu buforowania.

Mechanizm buforowania

Dodany mocny kwas: A+H+HAA^- + H^+ \rightarrow HA — jony H+H^+ zostają „schowane" w cząsteczkach HA. Dodana mocna zasada: HA+OHA+H2OHA + OH^- \rightarrow A^- + H_2O. Zmienia się tylko stosunek, i to nieznacznie, więc pH prawie stoi w miejscu.

Pojemność i zakres działania

Im więcej HA i A⁻, tym większa pojemność buforowa — tym więcej kwasu/zasady bufor „zniesie". Bufor działa skutecznie w zakresie pKa±1pK_a \pm 1; poza nim jednego ze składników jest za mało i pH zaczyna skakać jak w czystej wodzie.

Po co Ci to na maturze:

Zadania o buforach niemal zawsze sprowadzają się do wstawienia stężeń (albo moli) do wzoru Hendersona–Hasselbalcha. Chwyt: policz stosunek [A]/[HA][A^-]/[HA], dodaj/odejmij dodane mole po odpowiedniej stronie i porównaj wynik z czystą wodą, żeby pokazać, że pH ledwie drgnęło.

Zapamiętaj: bufor trzyma pH blisko pKapK_a, bo para HA/A⁻ pochłania dodany H⁺ i OH⁻ — pH = pK_a + log([A⁻]/[HA]), a przy stosunku 1 pH = pK_a.

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Najczęstsze pytania

Jak działa bufor?

Para sprzężona HA/A⁻ neutralizuje dodane jony: A⁻ wiąże nadmiar H⁺, a HA oddaje H⁺ przy dodatku zasady — stosunek zmienia się mało, więc pH prawie stałe.

Kiedy pH = pKa?

Gdy stężenia obu form są równe: [A⁻]=[HA], bo log 1 = 0. To środek zakresu buforowania.

Co to pojemność buforowa?

Miara, ile mocnego kwasu lub zasady bufor przyjmie bez znaczącej zmiany pH. Największa przy [A⁻]≈[HA].