Qu'est-ce que l'équation Henderson-Hasselbalch?
La théorie de Bronsted-Lowry définit les acides et les bases en fonction de leur capacité à donner et à accepter des protons d'hydrogène. L'équation de Henderson-Hasselbalch se base sur ces définitions pour créer une formule permettant de trouver le pH ou les concentrations d'une solution tampon. Des solutions tampons précises peuvent être utilisées dans le titrage ou pour des applications industrielles telles que la fabrication de shampooings.
Selon la théorie de Bronsted-Lowry, un acide est une molécule capable de donner un proton d'hydrogène, tandis qu'une base est une molécule capable d'accepter le proton. La réaction de dissociation de l'acide, HA, donne un H + qui est donné et un A - . Ce A -est alors appelé la base conjuguée. L'équation de Henderson-Hasselbalch est construite en utilisant cette réaction de dissociation telle que retravaillée pour la constante de dissociation acide.
Une constante de dissociation acide, notée Ka, est le point d'équilibre de la réaction de dissociation. Il est représenté par la formule K a = ([A - ] [H + ]) / [HA], où A - , H + et HA représentent les concentrations respectives en moles par litre. Puisque l'équation de Henderson-Hasselbalch résout le pH, l'équation K a doit être retravaillée.
La conversion opère autour du fait que pH = -log [H + ], ce qui signifie que cela devrait apparaître dans l'équation convertie. Un -log est multiplié des deux côtés de l'équation de K pour -logK a = -log ([A - ] [H + ]) / [HA] et ensuite la distribution logarithmique convertit ceci en -logK = -log [H + ] + (-log ([A - ] / [HA])). En utilisant la définition du pH, et le fait que pK a = -logK, on peut écrire pK a = pH - log ([A - ] / [HA]). En termes de pH, cela devient pH = pK + log ([A - ] / [HA]).
L'équation de Henderson-Hasselbalch peut être utilisée en plaçant la concentration connue de la base conjuguée dans A - et la concentration connue en acide faible dans HA. Un exemple de solution tampon peut comprendre 0,10 mole d'acide acétique(HC2H3O2) et 0,45 mole d' acétate (C 2 H 3 O 2 ) avec une valeur de pK de 1,7 x 10 -5 .L'équation résultante: pH = -log (1,7 x 10 -5 ) + log (0,45 / 0,10) = 5,4.
La résolution de l'équation de Henderson-Hasselbalch à la place de la concentration de l'acide ou de la base peut déterminer la quantité à utiliser lors de la création d'une solution tampon. Des tampons sont utilisés dans les titrages pour déterminer le niveau de pH des autres paires acide-base. Ils ont également des utilisations industrielles partout où le pH doit être bien géré. On évite que le shampooing ne devienne trop caustique et empêche la bière de se gâter en raison de l'ajout de tampons bien calculés.