🧮Kalkulatorbanken

Buffer-pH-kalkulator

Regn ut pH i en bufferløsning med Henderson–Hasselbalch-ligningen, se hva som skjer når du tilsetter sterk syre eller base, og finn hvor mye av hver form du trenger for et buffer med ønsket pH.

Sist oppdatert

Syreform: eddiksyre (CH₃COOH)

mol/L
mL

Basisk form: acetat (CH₃COO⁻)

mol/L
mL

pH i bufferen

4,76

pKa 4,76 + log₁₀(1), med [A⁻]/[HA] = 1

Nyttig bufferområde: pH 3,76–5,76 (pKa ± 1). pH-en din ligger innenfor.

Bufferkapasitet ved denne pH: 0,0576 mol per liter per pH-enhet (samlet 0,1 mol/L).

Regner med ideelle løsninger ved 25 °C: aktiviteter og temperaturavhengighet er ikke med. Henderson–Hasselbalch er en god tilnærming når begge formene er til stede i konsentrasjoner over ca. 0,001 mol/L og forholdet ligger mellom 0,1 og 10.

Slik fungerer det

Kalkulatoren regner ut pH i en bufferløsning med Henderson–Hasselbalch-ligningen. Du velger buffersystem eller legger inn din egen pKa, oppgir konsentrasjon og volum for syreformen og den basiske formen, og får pH. Du kan også se hvordan pH endrer seg når du tilsetter sterk syre eller base, og regne baklengs: hvor mye av hver form som trengs for å lage et buffer med ønsket pH.

Ligningen

pH = pKa + log₁₀([A⁻] / [HA]), der HA er syreformen og A⁻ er den basiske formen. Er begge like store, er pH lik pKa. For et ammoniakkbuffer er syreformen ammonium (NH₄⁺) med pKa 9,25, og basen er ammoniakk (NH₃). Tilnærmingen er god når begge formene er til stede i konsentrasjoner over ca. 0,001 mol/L og forholdet ligger mellom 0,1 og 10. Den bygger på ideelle løsninger, så aktivitetseffekter er ikke tatt med.

Regneeksempel

Du blander 100 mL 0,30 M natriumacetat og 100 mL 0,20 M eddiksyre. Molmengdene er 0,30 × 0,100 = 0,03 mol acetat og 0,20 × 0,100 = 0,02 mol eddiksyre. Forholdet er 1,5, og log₁₀(1,5) = 0,176. Med pKa 4,756 blir pH = 4,756 + 0,176 = 4,93. Blander du like mengder av 0,1 M av hver, blir pH 4,76, som er pKa. Tilsetter du 0,010 mol HCl til 1 liter med 0,10 mol av hver form, flyttes 0,010 mol fra acetat til eddiksyre, og pH går fra 4,76 til 4,67.

Tabell: pH som funksjon av forholdet

[A⁻] / [HA]pH − pKapH (acetat, pKa 4,76)Relativ kapasitet
0,1−13,7633 %
0,25−0,64,1564 %
0,5−0,34,4589 %
104,76100 %
2+0,35,0689 %
4+0,65,3664 %
10+15,7633 %

Kapasiteten er relativt til toppen ved pH = pKa. Ved forholdet 0,1 eller 10 er den nede i ca. 33 prosent.

Tabell: vanlige buffersystemer

Syre / basepKa (25 °C)Nyttig pH-område
eddiksyre (CH₃COOH) / acetat (CH₃COO⁻)4,763,76–5,76
maursyre (HCOOH) / format (HCOO⁻)3,752,75–4,75
benzosyre (C₆H₅COOH) / benzoat (C₆H₅COO⁻)4,23,2–5,2
karbonsyre (H₂CO₃) / hydrogenkarbonat (HCO₃⁻)6,355,35–7,35
dihydrogenfosfat (H₂PO₄⁻) / hydrogenfosfat (HPO₄²⁻)7,216,21–8,21
ammonium (NH₄⁺) / ammoniakk (NH₃)9,258,25–10,25

Slik bruker du kalkulatoren til oppgaver

I lærebøker får du ofte oppgitt Ka i stedet for pKa. Regn om med pKa = −log₁₀(Ka), for eksempel med logaritmekalkulatoren. Vil du regne pH for en enkel syre eller base uten buffer, se pH-kalkulatoren. Konsentrasjoner og masser regner du på i molmassekalkulatoren, og hvis du skal fortynne en løsning, finner du den i fortynningskalkulatoren.

Kilder: Henderson–Hasselbalch equation, Buffer solution, LibreTexts: Acid dissociation constants at 25 °C (pKa-verdiene), Ammonia (pKb 4,75 ved 25 °C)

Ofte stilte spørsmål

Hva er en buffer, og hvorfor holder den pH stabil?
En buffer er en løsning som inneholder både en svak syre (HA) og dens korresponderende base (A⁻) i samme løsning. Tilsettes litt sterk syre, tar A⁻ imot H⁺ og blir til HA. Tilsettes litt sterk base, gir HA fra seg H⁺ og blir til A⁻. Forholdet mellom de to formene endrer seg litt, men pH endrer seg lite fordi pH avhenger av logaritmen til forholdet.
Hva er Henderson–Hasselbalch-ligningen?
pH = pKa + log₁₀([A⁻] / [HA]). Den følger av syrekonstanten Ka = [H⁺][A⁻]/[HA] ved å ta minus logaritmen på begge sider. Er [A⁻] lik [HA], er logaritmen 0 og pH lik pKa. Ti ganger mer A⁻ enn HA gir pH én enhet over pKa, og ti ganger mer HA gir pH én enhet under.
Må jeg bruke konsentrasjon eller mol?
Begge går bra, så lenge du bruker det samme for begge stoffene. Begge stoffene er løst i samme totalvolum, så volumet kan strykes ut av forholdet. Kalkulatoren regner mol = konsentrasjon × volum for hver del, og bruker forholdet mellom molmengdene. Eksempel: 100 mL 0,30 M acetat og 100 mL 0,20 M eddiksyre gir 0,03 mol og 0,02 mol, forhold 1,5, og pH 4,93.
Hvor stor pH-endring får bufferen når jeg tilsetter syre?
Ta 1 liter med 0,10 mol acetat og 0,10 mol eddiksyre, pH 4,76. Tilsetter du 0,010 mol HCl, går 0,010 mol acetat over til eddiksyre. Da blir det 0,090 mol acetat og 0,110 mol eddiksyre, og pH synker til 4,67, en endring på bare 0,09. 0,010 mol HCl i 1 liter rent vann ville gitt pH 2.
Når slutter bufferen å virke?
Når du har tilsatt mer sterk syre enn mengden av den basiske formen (eller mer sterk base enn syreformen), er bufferen brukt opp. Med 0,10 mol acetat i 1 liter og 0,15 mol HCl blir det 0,05 mol H⁺ i overskudd, og pH faller til 1,3. Som en tommelfingerregel virker bufferen best når pH er innenfor pKa ± 1, det vil si når forholdet [A⁻]/[HA] ligger mellom 0,1 og 10.
Hvordan velger jeg riktig buffersystem?
Velg et system der pKa ligger så nær ønsket pH som mulig. For pH 7,40 passer dihydrogenfosfat/hydrogenfosfat (pKa 7,21). Forholdet mellom basisk form og syre blir da 1,55, og for 0,10 mol samlet trengs 0,0608 mol av hydrogenfosfat og 0,0392 mol av dihydrogenfosfat. Eddiksyre/acetat passer for pH rundt 4,8, og ammonium/ammoniakk for pH rundt 9,3.

Relaterte kalkulatorer

→pH-kalkulator→Molmasse- og stoffmengde-kalkulator→Potens- og logaritme-kalkulator→Fortynning-kalkulator→Elektronkonfigurasjon-kalkulator

Flere kalkulatorer for hverdag

→Karvonen-kalkulator: pulssoner fra pulsreserve→Flypassasjeravgift-kalkulator→Drektighet gris: beregn grisingsdato for purke→Drektighet sau: beregn lammedato→Hønsehus: hvor stort må det være?→Fôrmengde til hund og katt

Se alle kalkulatorer i kategorien Hverdag →

Alle beregninger skjer i nettleseren din — ingen data lagres eller sendes.