Phương trình Henderson-Hasselbalch là gì?
Phương trình Henderson-Hasselbalch liên hệ pH của một dung dịch đệm với hằng số phân ly axit (pKa) của axit yếu và tỉ lệ nồng độ giữa base liên hợp [A⁻] với axit chưa phân ly [HA]. Đây là một trong những mối quan hệ được sử dụng phổ biến nhất trong hóa học, hóa sinh và dược học để hiểu và thiết kế các dung dịch đệm.
Cách sử dụng máy tính này
Bạn chỉ cần nhập ba giá trị: pKa của axit yếu, nồng độ mol của base liên hợp [A⁻] và nồng độ mol của axit yếu [HA]. Máy tính sẽ trả về pH của dung dịch đệm, tỉ lệ base trên axit và giá trị pOH tương ứng. Khi nồng độ base và axit bằng nhau, tỉ lệ là 1, \(\log_{10}(1) = 0\), và lúc này pH bằng đúng pKa — đây cũng chính là điểm có khả năng đệm tối đa.
Giải thích công thức
$$\text{pH} = \text{p}K_a + \log_{10}\!\left(\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\right)$$ Số hạng logarit sẽ làm pH tăng lên khi lượng base liên hợp nhiều hơn axit, và giảm xuống khi lượng axit nhiều hơn base. Vì mối quan hệ này mang tính logarit nên khi tỉ lệ thay đổi gấp mười lần, pH sẽ dịch chuyển đúng một đơn vị.
Ví dụ minh họa
Một dung dịch đệm axetat sử dụng axit axetic có \(\text{p}K_a = 4{,}76\). Giả sử \([\text{A}^-] = 0{,}2\ \text{M}\) và \([\text{HA}] = 0{,}1\ \text{M}\). Khi đó tỉ lệ là \(0{,}2/0{,}1 = 2\), và \(\log_{10}(2) \approx 0{,}301\). Vậy $$\text{pH} = 4{,}76 + 0{,}301 = 5{,}061$$ Giá trị pOH là \(14 - 5{,}061 = 8{,}939\).
Câu hỏi thường gặp
Nồng độ nên dùng đơn vị nào? Bạn có thể dùng bất kỳ đơn vị nào, miễn là nhất quán, vì chỉ tỉ lệ mới quan trọng — nồng độ mol (M) là cách dùng thông dụng nhất.
Vì sao pH bằng pKa khi nồng độ bằng nhau? Logarit của 1 bằng 0, nên số hạng thứ hai biến mất và chỉ còn lại \(\text{pH} = \text{p}K_a\).
Phương trình này có hạn chế gì không? Phương trình giả định hệ lý tưởng, dung dịch loãng, và các thành phần của dung dịch đệm không làm thay đổi đáng kể nồng độ của nhau thông qua quá trình phân ly.
