Analytische chemie - Hoofdstuk 5. pH berekening van zuren, basen, amfolyten en buffers
52
6.6.3. Besluit
De formule pH = ½ (pKa1 + pKa2) wordt zeer veel gebruikt voor de pH-berekening van gedeeltelijk geneutraliseerde zouten waarbij het kation afkomstig is van een sterke base (NaOH, KOH, …) of waarbij het anion afkomstig is van een sterk zuur (HCl, HNO3, …). Deze formule wordt dan ook zeer veel gebruikt in de pH-berekening bij zuur-base titraties (zie verder) omdat steeds getitreerd wordt met een sterk zuur of een sterke base zodat het ontstane zout beantwoordt aan het model waar deze formule van toepassing is. Voor een zout van het type Mi(H(n-i)X) wordt formule algemeen geschreven als: [H+]2 =
(Ka(i+1).cz + Kw) Kai Kai + cz
Of eventueel verder vereenvoudigd: [H+]2 = (Kai Ka(i+1)) of pH = ½ ( pKai + pKa(i+1))
Voor gedeeltelijk geneutraliseerde zouten van het type Ai(Hn-1)X) waar Ai een zuur kation voorstelt zoals NH4+ wordt de formule geschreven als: [H+]2 =
(iKaA cz + Ka(i+1) cz+ Kw) Kai Kai + cz
Geneutraliseerde zouten die afkomstig zijn van sterke zuren en basen hebben een neutrale pH = 7.
6.7. pH Berekening van buffers 6.7.1. Bufferformule Het belang van buffers in de vele takken van de wetenschap is fenomenaal. De rol van bufferwerking in klassieke chemische reacties en bij de optimalisatie van scheidingssystemen (vloeistofchromatografie, capillaire elektroforese, …) niet te na gesproken, zijn bv. biochemici en biologen zeer sterk begaan met buffers aangezien de optimale werking van elk biologisch systeem kritisch afhangt van de pH-waarde. De functie van een zuur-base buffer is dus de pH binnen bepaalde grenzen te houden en de invloed van ontstaan of verdwijnen van beperkte hoeveelheden zuur of base op de pH te minimaliseren. Ook pH verschuivingen door verdunning worden door zuur-base buffers beperkt.
Een zuur-base buffer bestaat uit een mengsel van een zwak zuur HB met zijn geconjugeerde base NaB of een zwakke base met zijn geconjugeerd zuur.
