pH बफर तैयारी कैलकुलेटर

गणना दर्ज करें

लक्षित pH

अम्ल (HA) का pKa

कुल बफर सांद्रता (mol/L)

तैयार करने का आयतन (L)

परिणाम

संयुग्मी क्षार / अम्ल अनुपात [A⁻]/[HA]

1.549

प्रति मोल अम्ल पर संयुग्मी क्षार के मोल

घटक	सांद्रता (mol/L)	ज़रूरी मोल	कुल का %
दुर्बल अम्ल (HA)	0.0392	0.0392	39.23%
संयुग्मी क्षार (A⁻)	0.0608	0.0608	60.77%

यह कैलकुलेटर क्या करता है

बफर घोल pH में होने वाले बदलाव को रोकता है, क्योंकि इसमें एक दुर्बल अम्ल (HA) और उसका संयुग्मी क्षार (A⁻) साम्यावस्था में मौजूद रहते हैं। यह टूल आपको ठीक-ठीक बताता है कि चुनी हुई कुल सांद्रता और आयतन पर मनचाहा pH पाने के लिए दोनों घटकों की कितनी-कितनी मात्रा मिलानी है। यह किसी भी संयुग्मी अम्ल–क्षार जोड़ी के लिए काम करता है — एसीटेट, फॉस्फेट, Tris, कार्बोनेट, सिट्रेट और बाकी सभी — बस आपको उस जोड़ी का pKa पता होना चाहिए।

सूत्र को समझें

हेंडरसन-हैसलबाल्क समीकरण कहता है: \(\text{pH} = \text{pKa} + \log_{10}([A^-]/[HA])\)। इसे अनुपात के लिए हल करने पर मिलता है \(r = [A^-]/[HA] = 10^{\text{pH} - \text{pKa}}\)। एक बार \(r\) पता चल जाने पर, कुल बफर सांद्रता \(C\) को इस तरह बाँटा जाता है कि संयुग्मी क्षार का अंश \(r/(1+r)\) और अम्ल का अंश \(1/(1+r)\) हो जाए। हर सांद्रता को लक्षित आयतन \(V\) से गुणा करने पर वह मोल मात्रा मिल जाती है जिसे आपको तौलना या पिपेट करना है।

$$\begin{gathered} n_{A^-} = C_{\text{total}} \cdot V \cdot \frac{R}{1+R}, \qquad n_{HA} = C_{\text{total}} \cdot V \cdot \frac{1}{1+R} \\[1.5em] \text{where}\quad \left\{ \begin{aligned} R &= 10^{\,\text{pH} - \text{pKa}} \\ C_{\text{total}} &= \text{Total Conc (mol/L)} \\ V &= \text{Volume (L)} \end{aligned} \right. \end{gathered}$$

हेंडरसन-हैसलबाल्क समीकरण pH, pKa और संयुग्मी क्षार-अम्ल अनुपात को जोड़ता है।

इसका उपयोग कैसे करें

अपना लक्षित pH, दुर्बल अम्ल का pKa, जितनी कुल बफर मोलैरिटी चाहिए वह, और जितना आयतन तैयार करना है, उसे दर्ज करें। कैलकुलेटर आपको [A⁻]/[HA] अनुपात, हर घटक की सांद्रता, ज़रूरी मोल, और हर प्रजाति बफर का कितना प्रतिशत है — यह सब बता देता है। बेहतर बफरिंग क्षमता के लिए ऐसा pKa चुनें जो आपके लक्षित pH के लगभग ±1 pH यूनिट के भीतर हो।

हल किया हुआ उदाहरण

मान लीजिए आपको pH 7.4 पर 0.1 M फॉस्फेट बफर का 1 L तैयार करना है, और pKa 7.21 का उपयोग करना है। अनुपात \(= 10^{7.4 - 7.21} = 10^{0.19} \approx 1.549\)। क्षार का अंश \(1.549/2.549 \approx 0.6077\) होगा, यानी \([A^-] \approx 0.0608\ \text{M}\) (\(0.0608\ \text{mol}\)) और \([HA] \approx 0.0392\ \text{M}\) (\(0.0392\ \text{mol}\))। इन दोनों मात्राओं को एक साथ घोलें और घोल को 1 L तक पूरा कर लें।

जैसे-जैसे लक्ष्य pH, pKa से ऊपर बढ़ता है, अम्ल की तुलना में अधिक संयुग्मी क्षार की आवश्यकता होती है।

अक्सर पूछे जाने वाले सवाल

बहुप्रोटॉनिक अम्ल के लिए कौन-सा pKa इस्तेमाल करूँ? अपने लक्षित pH के सबसे करीब वाला pKa चुनें। pH 7 के आस-पास फॉस्फेट के लिए \(\text{pKa}_2 \approx 7.21\) लें।

क्या यह आयनिक शक्ति को ध्यान में रखता है? नहीं — यह आदर्श हेंडरसन-हैसलबाल्क व्यवहार मानकर चलता है। सटीक काम के लिए कैलिब्रेटेड pH मीटर से जाँच करके समायोजन करें।

क्या मैं मोल की जगह ग्राम इस्तेमाल कर सकता हूँ? हाँ — मोल वाले परिणाम को हर लवण के मोलर द्रव्यमान से गुणा करें, तो तौलने लायक ग्राम मिल जाएँगे।