Калькулятор буферной емкости

Буферная емкость описывает количество сильной кислоты или сильного основания, которое раствор может поглотить до существенного изменения pH. Обычно ее выражают числом молей добавленного сильного реагента на литр, необходимых для изменения pH на одну единицу. Буфер содержит слабую кислоту и ее сопряженное основание либо слабое основание и его сопряженную кислоту. Один компонент расходует добавленное основание, другой — кислоту, смягчая изменение концентрации ионов водорода. Калькулятор оценивает собственный вклад одноосновной сопряженной пары по равновесным концентрациям кислотной и основной форм. Выражение равно 2.303, умноженному на произведение этих концентраций и деленному на их сумму. Оно эквивалентно обычной формуле буферной емкости слабой кислоты, если заменить концентрацию ионов водорода с помощью соотношения Хендерсона — Хассельбаха. Результат имеет единицы концентрации на единицу pH и не включает меньший вклад самой воды. Емкость зависит и от общей концентрации буфера, и от состава. Повышение концентраций обоих компонентов при постоянном соотношении увеличивает емкость, поскольку для нейтрализации добавки доступно больше вещества. При фиксированной суммарной концентрации емкость максимальна, когда концентрации кислоты и основания равны. В этом случае pH также равен pKa. При другом соотношении буфер продолжает работать, но его сопротивление добавкам противоположного характера становится менее сбалансированным. Оценка предполагает, что активности можно заменить концентрациями, объем практически постоянен и преобладает одно кислотно-основное равновесие. Для концентрированных растворов, высокой ионной силы, многоосновных систем, изменений температуры, разбавления и взаимодействий с другими веществами могут потребоваться поправки на активность или полный расчет равновесия. Реальное количество, которое можно добавить до пересечения заданного предела pH, относится к конечному изменению и не совпадает с локальной дифференциальной емкостью, показанной здесь. Используйте равновесные концентрации, а не исходные количества при приготовлении, если реакции или разбавление значительно меняют состав. Значение полезно для сравнения рецептур, выбора концентрации буфера, изучения кислотно-основных равновесий и проверки устойчивости раствора вблизи рабочего pH. Лабораторная проверка остается важной для чувствительных биологических, аналитических и производственных процессов, поскольку реальные растворы могут отклоняться от идеальных допущений.