Równanie Hendersona-Hasselbalcha

Równanie Hendersona-Hasselbalcha – równanie wiążące wartość pH z mocą kwasu ${\displaystyle {\textrm {p}}K_{\mathrm {a} }.}$ Jest ono przydatne do oszacowania ${\displaystyle {\textrm {pH}}}$ buforu oraz odnajdywania ${\displaystyle {\textrm {pH}}}$ równowagi reakcji chemicznych. Ponadto jest wykorzystywane do obliczania punktu izoelektrycznego białek.

Równanie to ma postać:

${\displaystyle {\textrm {pH}}={\textrm {p}}K_{\mathrm {a} }+\log _{10}{\frac {[{\textrm {A}}^{-}]}{[{\textrm {HA}}]}}}$

gdzie ${\displaystyle {\textrm {p}}K_{\mathrm {a} }=-\log(K_{\mathrm {a} }),}$ a ${\displaystyle K_{\mathrm {a} }}$ jest stałą dysocjacji kwasu, która wynosi:

${\displaystyle \mathrm {p} K_{\mathrm {a} }=-\log _{10}(K_{\mathrm {a} })=-\log _{10}\left({\frac {[{\mbox{H}}_{3}{\mbox{O}}^{+}][{\mbox{A}}^{-}]}{[{\mbox{HA}}]}}\right)}$ dla reakcji: ${\displaystyle {\mbox{HA}}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}\rightleftharpoons {\mbox{A}}^{-}+{\mbox{H}}_{3}{\mbox{O}}^{+}}$

W równaniach, ${\displaystyle [\mathrm {A} ^{-}]}$ oznacza stężenie anionów utworzonych z reszt kwasowych, a ${\displaystyle [\mathrm {HA} ]}$ – stężenie niezdysocjowanej formy kwasu.

Historia

Lawrence Joseph Henderson sformułował to równanie w 1908 roku, opisując nim wykorzystanie kwasu węglowego jako buforu. Później Karl Albert Hasselbalch przekształcił równanie do obecnej formy logarytmicznej. Hasselbalch wykorzystał równanie w badaniach nad kwasicą metaboliczną, która powstaje na skutek obecności kwasu węglowego we krwi.

Ograniczenia

Ze stosowaniem równania Hendersona-Hasselbalcha związane są ważne uproszczenia, o których należy pamiętać. Najważniejsze z nich dotyczy założenia, że ilość zdysocjowanej i niezdysocjowanej formy kwasu w ustabilizowanym środowisku reakcji jest stała. Równania tego nie można stosować dla silnych zasad i kwasów (wartości ${\displaystyle {\textrm {p}}K}$ różne o kilka jednostek od 7), silnie rozcieńczonych lub stężonych roztworów (mniej niż 1 mM lub więcej niż 1 M) oraz w przypadku dużych różnic w proporcji kwas/zasada (więcej niż 1000 do jednego).

Zobacz też

• kwasy
• zasady
• miareczkowanie
• punkt izoelektryczny

Bibliografia

• Lawrence J. Henderson. Concerning the relationship between the strength of acids and their capacity to preserve neutrality. Am. J. Physiol. 1908, 21, 173–179.
• Hasselbalch, K. A. Die Berechnung der Wassersroffzahl des Blutes ous der freien und gebunden Kohlensaure desselben, und die Sauerstoffbindung des Blutes als Funktion der Wasserstoffzahl Biochemische Zeitschrift 1917, 78, 112–144.
• Po, Henry N.; Senozan, N. M. Henderson-Hasselbalch Equation: Its History and Limitations. J. Chem. Educ. 2001, 78, 1499–1503.
• de Levie, Robert. The Henderson-Hasselbalch Equation: Its History and Limitations. J. Chem. Educ. 2003, 80, 146.

Linki zewnętrzne

• Kalkulator równania Hendersona-Hasselbalcha
• Wyprowadzenie i szczegółowa dyskusja na temat równania Hendersona-Hasselbalcha
• Rzeczywisty przykład wykorzystania równania Hendersona-Hasselbalcha do obliczania ładunku elektrostatycznego białek. isoelectric.ovh.org. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-04-29)].