Równanie Hendersona-Hasselbalcha

pH roztworu buforowego zawierającego sprzężoną parę kwas-zasada można obliczyć przy użyciu równania Hendersona-Hasselbalcha jako alternatywy dla tabeli ICE.

Równanie Hendersona-Hasselbalcha wywodzi się z wyrażenia stałej równowagi dla Ka_.

Wyrażenie to można przegrupować w celu określenia stężenia jonów hydroniowych. Jeśli weźmie się ujemny logarytm obu stron, ujemny logarytm stężenia jonów hydroniowych i ujemny logarytm stałej dysocjacji kwasu można zastąpić odpowiednio pH i pKha.

W ten sposób otrzymujemy równanie, w którym pH buforu można obliczyć, dodając pK_a i logarytm stężeń równowagowych sprzężonej zasady nad jej słabym kwasem.

Te wartości równowagi można zastąpić stężeniami początkowymi, jeśli zmiana stężenia jonów hydroniowych, x, jest mniejsza niż 5% początkowych stężeń zarówno słabego kwasu, jak i sprzężonej zasady.

Równanie Hendersona-Hasselbalcha pokazuje również stosunek zasady do kwasu potrzebnej do przygotowania buforu o określonym pH.

Podobnie pH roztworu zawierającego słabą zasadę i jej sprzężony kwas można określić za pomocą tego równania, obliczając pK_a sprzężonego kwasu z pK_b przy użyciu wzoru: pK_a plus pK_b jest równe czternastu.

pH buforu zawierającego 0,15 molowego kwasu mrówkowego i 0,18 molowego mrówczanu sodu można oznaczyć za pomocą równania Hendersona-Hasselbalcha lub K_a dla kwasu mrówkowego i tabeli ICE. Jednak równanie Hendersona-Hasselbalcha jest szybszą metodą obliczania pH, gdy reakcja obejmuje sprzężoną parę kwas-zasada, a zmiana stężenia hydroniowego jest niewielka.

PK_a określa się, biorąc ujemny logarytm K_a dla kwasu mrówkowego, który wynosi 3,75.

Gdy początkowe stężenia kwasu mrówkowego i mrówczanu zostaną włączone do równania, wartość pH roztworu wynosi 3,83.

Ta wartość pH może być wykorzystana do określenia stężenia jonów hydroniowych, 1,5 × 10⁻⁴. Ponieważ wartość ta jest mniejsza niż 5% 0,15 molowego kwasu mrówkowego, przybliżenia potrzebne do zastosowania równania Hendersona-Hasselbalcha są prawidłowe.