एक बफर विलयन में 0.20 मोल NH₄OH और 0.25 मोल NH₄Cl प्रति लीटर है, तो विलयन का pH मान क्या है (दिया गया है कि कमरे के तापमान पर NH₄OH का वियोजन स्थिरांक 1.81 x 10⁻⁵ है)?

संकल्पना:

बफर विलयन और हैंडरसन-हैसलबाल्च समीकरण

• एक बफर विलयन में एक दुर्बल क्षार और उसका संयुग्मी अम्ल (या एक दुर्बल अम्ल और उसका संयुग्मी क्षार) होता है।
• बफर विलयन के pH की गणना हैंडरसन-हैसलबाल्च समीकरण का उपयोग करके की जा सकती है:

  pH = pKa + log₁₀ ([क्षार]/[अम्ल])

• NH₄OH जैसे दुर्बल क्षार के लिए, pKa और pKb के बीच संबंध है:

  pKa + pKb = 14

व्याख्या:

• दिया गया है:
  • दुर्बल क्षार (NH₄OH) के मोल = 0.20 मोल/L
  • संयुग्मी अम्ल (NH₄Cl) के मोल = 0.25 मोल/L
  • NH₄OH का वियोजन स्थिरांक, Kb = 1.81 × 10⁻⁵
• सबसे पहले, pKb की गणना करें:

  pKb = -log₁₀(Kb)

  pKb = -log₁₀(1.81 × 10⁻⁵)

  pKb = 4.74

• अब, pKa + pKb = 14 संबंध का उपयोग करके pKa की गणना करें:

  pKa = 14 - pKb

  pKa = 14 - 4.74

  pKa = 9.26

• अब हैंडरसन-हैसलबाल्च समीकरण लागू करें:

  pH = pKa + log₁₀ ([क्षार]/[अम्ल])

  pH = 9.26 + log₁₀ (0.20/0.25)

  pH = 9.26 + log₁₀(0.8)

  pH = 9.26 + (-0.10)

  pH = 9.16

इसलिए, विलयन का pH मान 9.16 है।