متى لا تكون معادلة هندرسون–هاسلبالخ موثوقة؟

عندما تكون النسبة بعيدة جدًا خارج 0.1–10، أو عندما يكون أحد المكوّنين مخففًا جدًا، أو عند قوة أيونية عالية، أو عند إضافة حمض أو قاعدة قوية دون إجراء الحساب الكمي أولًا. في هذه الحالات احلّ الاتزان الكامل أو قِس.

هل تحسب هذه الأداة السعة التنظيمية؟

لا. محلولان منظّمان بالنسبة نفسها لهما pH المقدّر نفسه لكن قد يقاومان الحمض المضاف بشكل مختلف تمامًا. تزداد السعة مع التركيز الكلي وتكون أكبر ما يمكن عندما يقترب pH من pKa.

أي pKa يجب أن أستخدم؟

استخدم pKa مناسبًا لدرجة حرارتك ومذيبك. تتغير القيم مع درجة الحرارة والقوة الأيونية، وبعض المحاليل المنظّمة الحيوية حساسة لدرجة الحرارة بشكل ملحوظ.

الأدوات

حاسبة pH للمحلول المنظّم

قدّر pH المحلول المنظّم من pKa والتراكيز، أو اعرف نسبة القاعدة إلى الحمض لـ pH مستهدف، باستخدام هندرسون–هاسلبالخ.

pH المحلول المنظّم (هندرسون–هاسلبالخ)

pKa للحمض

[HA] الحمض الضعيف

mol/L

[A⁻] القاعدة المرافقة

mol/L

pH المقدّر: 4.76
[A⁻] / [HA]: 1

النسبة لـ pH مستهدف

pH المستهدف

[A⁻] / [HA] المطلوبة: 1.738

تقدّر علاقة هندرسون–هاسلبالخ، pH = pKa + log₁₀([A⁻]/[HA])، قيمة pH لحمض ضعيف وقاعدته المرافقة. وهي تفترض أن تراكيز الاتزان قريبة من الكميات المضافة وأنه يمكن استبدال النشاطية بالتركيز. تنبّهك الحاسبة عندما تقع النسبة خارج 0.1–10 أو عندما يقل أحد المكوّنين عن 1 mM، حيث تضعف هذه الافتراضات. وإذا أُضيف حمض أو قاعدة قوية، فأجرِ الحساب الكمي أولًا ثم أدخل الكميات الجديدة. تقدّر هذه الحاسبة pH؛ ولا تقيس السعة التنظيمية.

كيف تقدّر pH المحلول المنظّم

1.أدخل pKa للحمض الضعيف عند درجة حرارة عملك.
2.أدخل تركيزي الحمض الضعيف [HA] والقاعدة المرافقة [A⁻] بوحدة mol/L.
3.اقرأ pH المقدّر ونسبة القاعدة إلى الحمض، ولاحظ أي تحذير للنطاق.
4.لتصميم محلول منظّم، أدخل pH مستهدفًا للحصول على النسبة [A⁻]/[HA] التي تحتاجها.

مثال محلول: محلول الأسيتات المنظّم

1.لحمض الأسيتيك pKa ≈ 4.76 عند 25 °C.
2.مع 0.100 M من حمض الأسيتيك و0.100 M من الأسيتات تكون النسبة 1، لذا pH ≈ 4.76.
3.بعد إضافة 0.010 mol من HCl إلى 1.00 L، يعطي الحساب الكمي 0.110 M من الحمض و0.090 M من الأسيتات: pH ≈ 4.76 + log₁₀(0.090/0.110) ≈ 4.67.
4.لهدف pH 5.00 تحتاج إلى [A⁻]/[HA] = 10^(5.00 − 4.76) ≈ 1.74.

الأسئلة الشائعة

متى لا تكون معادلة هندرسون–هاسلبالخ موثوقة؟: عندما تكون النسبة بعيدة جدًا خارج 0.1–10، أو عندما يكون أحد المكوّنين مخففًا جدًا، أو عند قوة أيونية عالية، أو عند إضافة حمض أو قاعدة قوية دون إجراء الحساب الكمي أولًا. في هذه الحالات احلّ الاتزان الكامل أو قِس.
هل تحسب هذه الأداة السعة التنظيمية؟: لا. محلولان منظّمان بالنسبة نفسها لهما pH المقدّر نفسه لكن قد يقاومان الحمض المضاف بشكل مختلف تمامًا. تزداد السعة مع التركيز الكلي وتكون أكبر ما يمكن عندما يقترب pH من pKa.
أي pKa يجب أن أستخدم؟: استخدم pKa مناسبًا لدرجة حرارتك ومذيبك. تتغير القيم مع درجة الحرارة والقوة الأيونية، وبعض المحاليل المنظّمة الحيوية حساسة لدرجة الحرارة بشكل ملحوظ.