Kas yra Hendersono – Hasselbalcho lygtis?

Bronstedo-Lowry teorija apibrėžia rūgštis ir bazes pagal jų gebėjimą dovanoti ir priimti vandenilio protonus. Henderson-Hasselbalch lygtis remiasi šiais apibrėžimais, kad būtų sukurta buferinio tirpalo pH arba koncentracijų nustatymo formulė. Tikslūs buferiniai tirpalai gali būti naudojami titruojant arba pramoniniais tikslais, pavyzdžiui, šampūnų gamyboje.

Remiantis Bronstedo-Lowry teorija, rūgštis yra bet kuri molekulė, galinti paaukoti vandenilio protoną, o bazė yra molekulė, galinti priimti protoną. Rūgšties, HA, disociacijos reakcija sukelia H+, kuris yra donoras, ir A-. Tada šis A- vadinamas konjuguota baze. Hendersono-Hasselbalcho lygtis sudaryta naudojant šią disociacijos reakciją, kaip perdaryta rūgšties disociacijos konstantai.

Rūgšties disociacijos konstanta, žymima Ka, yra disociacijos reakcijos pusiausvyros taškas. Jis pavaizduotas formulėje Ka = ([A-][H+]) / [HA], kur A-, H+ ir HA reiškia atitinkamas koncentracijas moliais litre. Kadangi Hendersono-Hasselbalcho lygtis išsprendžia pH, Ka lygtis turi būti pertvarkyta.

Konversija veikia atsižvelgiant į tai, kad pH = -log[H+], o tai reiškia, kad tai turėtų pasirodyti konvertuotoje lygtyje. A -log padauginamas iš abiejų Ka lygties pusių, kai -logKa = -log([A-][H+]) / [HA], tada logaritminis skirstinys paverčia jį į -logK = -log[H+] + (-log ([A-] / [HA])). Naudojant pH apibrėžimą ir tai, kad pKa = -logK, galima parašyti pKa = pH – log ([A-] / [HA]). Kalbant apie pH, tai tampa pH = pK + log ([A-] / [HA]).

Henderson-Hasselbalch lygtis gali būti naudojama įdedant žinomą konjugato bazės koncentraciją į A- ir žinomą silpnos rūgšties koncentraciją į HA. Buferinio tirpalo pavyzdyje gali būti 0.10 molio acto rūgšties (HC2H3O2) ir 0.45 molio acetato jonų (C2H3O2), kurių pK vertė yra 1.7 x 10-5. Gauta lygtis: pH = -log (1.7 x 10-5) + log (0.45 / 0.10) = 5.4.

Išsprendus Hendersono-Hasselbalcho lygtį, skirtą rūgšties arba bazės koncentracijai, galima nustatyti, kiek naudoti kuriant buferinį tirpalą. Buferiai naudojami titruojant kitų rūgščių ir šarmų porų pH lygiui nustatyti. Jie taip pat naudojami pramonėje, kur reikia gerai valdyti pH. Dėl gerai apskaičiuotų buferių šampūnas netaps per daug šarminis, o alus nesugestų.