হেন্ডারসন-হ্যাসেলবল বা সমীকরণ: ব্যাখ্যা, উদাহরণ, অনুশীলন - রসায়ন - 2025

হেন্ডারসন-Hasselbalch সমীকরণ একটি গাণিতিক অভিব্যক্তি একটি বাফার বা বাফার সমাধান pH এর হিসাব দেয়। এটি অ্যাসিডের পি কেএ এবং বাফার দ্রবণে উপস্থিত কনজুগেট বেস বা লবণ এবং অ্যাসিডের ঘনত্বের মধ্যে অনুপাতের ভিত্তিতে তৈরি।

এই সমীকরণটি প্রথমদিকে ১৯০7 সালে লরেন্স জোসেফ হেন্ডারসন (১৮-19৮-১৯৪২) দ্বারা বিকাশ করা হয়েছিল। এই রসায়নবিদ তার সমীকরণের উপাদানগুলি কার্ফোনিক অ্যাসিডের উপর ভিত্তি করে বাফার বা বাফার হিসাবে প্রতিষ্ঠা করেছিলেন।

হেন্ডারসন-হাসেলবল্যাচ সমীকরণ। সূত্র: গ্যাব্রিয়েল বলিভার।

পরে, কার্ল অ্যালবার্ট হাসেলবালচ (1874-1962) হেন্ডারসনের সমীকরণের পরিপূরক হিসাবে লগারিদমগুলির ব্যবহার 1917 সালে চালু করেছিলেন। ডেনিশ রসায়নবিদ অক্সিজেনের সাথে রক্তের প্রতিক্রিয়া এবং এর পিএইচ-এর প্রভাব সম্পর্কে অধ্যয়ন করেছিলেন।

একটি বাফার দ্রবণ শক্তিশালী অ্যাসিড বা শক্ত বেসের একটি ভলিউম যোগ করে কোনও দ্রবণটি পিএইচ পরিবর্তনগুলি হ্রাস করতে সক্ষম হয়। এটি একটি দুর্বল অ্যাসিড এবং এর শক্তিশালী কনজুগেট বেস দিয়ে তৈরি, যা দ্রুত দ্রবীভূত হয়।

ব্যাখ্যা

গাণিতিক বিকাশ

জলীয় দ্রবণে একটি দুর্বল অ্যাসিড নিম্নলিখিত পদক্ষেপ অনুসারে গণঅ্যাকশনের আইন অনুসারে বিচ্ছিন্ন হয়:

স্বাস্থ্য সহকারীর + + এইচ ₂ হে ⇌ এইচ ^{+ +} + একটি ^-

এইচএ হ'ল দুর্বল অ্যাসিড এবং এ ^- এর কনজুগেট বেস।

এই প্রতিক্রিয়াটি প্রত্যাহারযোগ্য এবং একটি ভারসাম্যহীন ধ্রুবক রয়েছে (কা):

কা = · /

লোগারিদম গ্রহণ:

লগ কা = লগ + লগ - লগ

যদি সমীকরণের প্রতিটি পদটি (-1) দ্বারা গুণিত হয় তবে তা নিম্নলিখিত আকারে প্রকাশ করা হয়:

- লগ কা = - লগ - লগ + লগ

-লগ কে পি কে হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় এবং -লগ পিএইচ হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। যথাযথ প্রতিস্থাপন করার পরে, গাণিতিক প্রকাশটি হ্রাস করে:

pKa = pH - লগ + লগ

পিএইচ এবং শর্তাবলী পুনরায় সাজানোর জন্য সমাধান করা, সমীকরণটি নীচে প্রকাশ করা হয়েছে:

পিএইচ = পি কেএ + লগ /

দুর্বল অ্যাসিড বাফারটির জন্য এটি হেন্ডারসন-হাসেলবল্যাচ সমীকরণ।

একটি দুর্বল বেস জন্য সমীকরণ

একইভাবে, একটি দুর্বল বেস একটি বাফার গঠন করতে পারে এবং হ্যান্ডারসন-হাসেলবল্যাচের সমীকরণটি নিম্নরূপ:

pOH = pKb + লগ /

তবে, বেশিরভাগ বাফারগুলির উৎপত্তি, এমনকি শারীরবৃত্তীয় গুরুত্বের সাথেও, দুর্বল অ্যাসিডের বিভাজন থেকে। অতএব, হেন্ডারসন-হাসেলবল্যাচ সমীকরণের জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত অভিব্যক্তি হ'ল:

পিএইচ = পি কেএ + লগ /

কিভাবে একটি বাফার কাজ করে?

স্যাঁতসেঁতে কর্ম

হেন্ডারসন-হাসেলবল্যাচ সমীকরণটি ইঙ্গিত দেয় যে এই দ্রবণটি একটি দুর্বল অ্যাসিড এবং একটি দৃ con় কনজুগেট বেস দিয়ে লবণ হিসাবে প্রকাশিত। শক্তিশালী অ্যাসিড বা ঘাঁটি যুক্ত করা হলেও এই রচনাটি বাফারটিকে একটি স্থিতিশীল পিএইচতে থাকতে দেয়।

যখন বাফারে একটি শক্ত অ্যাসিড যুক্ত করা হয়, তখন এটি সংক্ষিপ্ত বেসের সাথে একটি লবণ এবং জল গঠন করে। এটি অ্যাসিডটিকে নিরপেক্ষ করে এবং পিএইচ প্রকরণকে ন্যূনতম হতে দেয়।

এখন, যদি বাফারে একটি শক্ত ভিত্তি যুক্ত হয়, তবে এটি দুর্বল অ্যাসিডের সাথে প্রতিক্রিয়া করে এবং জল এবং লবণ তৈরি করে, পিএইচ-তে যুক্ত বেসের ক্রিয়াটি নিরপেক্ষ করে। অতএব, পিএইচ প্রকরণটি ন্যূনতম।

একটি বাফার সমাধানের পিএইচ কনজুগেট বেস এবং দুর্বল অ্যাসিডের ঘনত্বের অনুপাতের উপর নির্ভর করে, এবং এই উপাদানগুলির ঘনত্বের নিখুঁত মানের উপর নয়। একটি বাফার দ্রবণটি জল দিয়ে মিশ্রিত করা যেতে পারে এবং পিএইচ কার্যত অপরিবর্তিত হবে।

বাফার ক্ষমতা

বাফারিং ক্ষমতাটি দুর্বল অ্যাসিডের পি কেএ, সেইসাথে দুর্বল অ্যাসিড এবং কনজুগেট বেসের ঘনত্বের উপরও নির্ভর করে। অ্যাসিডের পি কেএর কাছাকাছি বাফারের পিএইচ, তার বাফারিং ক্ষমতাটি তত বেশি।

এছাড়াও, বাফার সমাধানের উপাদানগুলির ঘনত্ব যত বেশি, এর বাফার ক্ষমতাও তত বেশি।

হেন্ডারসন সমীকরণের উদাহরণ

অ্যাসিটেট শক শোষণকারী

পিএইচ = পি কেএ + লগ /

pKa = 4.75

কার্বোনিক অ্যাসিড শোষণকারী

পিএইচ = পি কেএ + লগ /

pKa = 6.11

যাইহোক, সামগ্রিক প্রক্রিয়া যা কোনও জীবদেহে বাইকার্বনেট আয়ন গঠনের দিকে পরিচালিত করে:

সিও ₂ + এইচ ₂ ও ⇌ এইচসিও ₃ ^- + এইচ ⁺

যেহেতু সিও ₂ একটি গ্যাস, দ্রবণে এর ঘনত্ব তার আংশিক চাপের ক্রিয়া হিসাবে প্রকাশ করা হয়।

pH = pka + লগ / COpCO ₂

α = 0.03 (মিমোল / এল) / মিমিএইচজি

পিসিও ₂ সিও ₂ এর আংশিক চাপ

এবং তারপর সমীকরণটি দেখতে পাবেন:

pH = pKa + লগ / 0.03pCO ₂

ল্যাকটেট বাফার

পিএইচ = পি কেএ + লগ /

pKa = 3.86

ফসফেট বাফার

পিএইচ = পি কেএ + লগ /

পিএইচ = পি কেএ + লগ /

pKa = 6.8

Oxyhemoglobin

পিএইচ = পি কেএ + লগ /

pKa = 6.62

Deoxyhemoglobin

পিএইচ = পি কেএ + লগ / এইচবিএইচ

pKa = 8.18

সমাধান ব্যায়াম

অনুশীলনী 1

শরীরের পিএইচ নিয়ন্ত্রণে ফসফেট বাফার গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এর পি কেএ (8.৮) দেহে বিদ্যমান পিএইচের কাছাকাছি রয়েছে (.4.৪)। পিএইচ মান = 7.35 এবং একটি পি কেএ 6. 6.8 এর জন্য হেন্ডারসন-হাসেলবল্যাচ সমীকরণের / সম্পর্কের মান কত হবে?

নাহ এর পৃথকীকরণ প্রতিক্রিয়া ₂ পোঃ ₄ ^- হল:

নাএইচ ₂ পিও ₄ ^- (অ্যাসিড) ⇌ নাএইচপিও ₄ ^2- (বেস) + এইচ ⁺

পিএইচ = পি কেএ + লগ /

ফসফেট বাফারের জন্য সম্পর্কের জন্য সমাধান করা, আমাদের কাছে রয়েছে:

7.35 - 6.8 = লগ /

0.535 = লগ /

10 ^0.535 = 10 ^{লগ /}

3.43 = /

অনুশীলন 2

অ্যাসিটেট বাফারটিতে এসিটিক অ্যাসিডের ঘনত্ব 0.0135 এম এবং সোডিয়াম অ্যাসিটেট ঘনত্ব 0.0260 এম হয় এবং বাফারের পিএইচ গণনা করুন, অ্যাসিটেট বাফারের জন্য পি কে 4.75 হয় তা জেনে।

অ্যাসিটিক অ্যাসিডের বিচ্ছিন্নতা ভারসাম্যটি হ'ল:

CH ₃ COOH O CH ₃ COO ^- + এইচ ⁺

পিএইচ = পি কেএ + লগ /

আমাদের যে মান রয়েছে তা প্রতিস্থাপন:

/ = 0.0260 এম / 0.0135 এম

/ = 1,884

লগ 1.884 = 0.275

পিএইচ = 4.75 + 0.275

পিএইচ = 5.025

অনুশীলন 3

একটি অ্যাসিটেট বাফারটিতে 0.1 এম এসিটিক অ্যাসিড এবং 0.1 এম সোডিয়াম অ্যাসিটেট থাকে। পূর্বের দ্রবণের 10 মিলিটারে 0.05 এম হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের 5 মিলিটার যুক্ত করার পরে বাফারের পিএইচ গণনা করুন।

প্রথম পদক্ষেপটি হল বাফারের সাথে মিশ্রিত হওয়ার পরে এইচসিএল এর চূড়ান্ত ঘনত্বের গণনা করা:

ভিসিআই = ভিএফসিএফ

সিএফ = ভাই · (সিআই / ভিএফ)

= 5 এমএল 0.0 (0.05 এম / 15 এমএল)

= 0.017 এম

হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড সোডিয়াম অ্যাসিটেটের সাথে বিক্রিয়া করে এসিটিক অ্যাসিড তৈরি করে। সুতরাং, সোডিয়াম অ্যাসিটেট ঘনত্ব 0.017 এম দ্বারা হ্রাস পায় এবং এসিটিক অ্যাসিডের ঘনত্ব একই পরিমাণে বৃদ্ধি পায়:

পিএইচ = পি কেএ + লগ (0.1 এম - 0.017 এম) / (0.1 এম + 0.017 এম)

পিএইচ = পি কেএ + লগ 0.083 / 0.017

= 4.75 - 0.149

= 4.601

তথ্যসূত্র

1. হাইটেন, ডেভিস, পেক এবং স্ট্যানলি (2008)। রসায়ন (অষ্টম সংস্করণ) সেনজেজ শেখা।
2. জিমনেজ ভার্গাস এবং জে এম ম্যাকারুল্লা। (1984)। শারীরবৃত্তীয় পদার্থবিজ্ঞান। 6th ষ্ঠ সংস্করণ। সম্পাদকীয় আন্তঃআমেরিকানা।
3. উইকিপিডিয়া। (2020)। হেন্ডারসন-হাসেলবল্যাচ সমীকরণ। পুনরুদ্ধার: en.wikedia.org থেকে
4. গুরিন্দর খাইরা ও আলেকজান্ডার কোট। (জুন 05, 2019) হেন্ডারসন-হাসেলবল্যাচ আনুমানিক। রসায়ন LibreTexts। পুনরুদ্ধার: chem.libretexts.org থেকে
5. হেলম্যানস্টাইন, অ্যান মেরি, পিএইচডি। (জানুয়ারী 29, 2020) হেন্ডারসন হাসেলবল্যাচ সমীকরণ সংজ্ঞা পুনরুদ্ধার করা: চিন্তো ডটকম থেকে
6. এনসাইক্লোপিডিয়া ব্রিটানিকার সম্পাদকগণ। (ফেব্রুয়ারী 6, 2020) লরেন্স জোসেফ হেন্ডারসন। এনসাইক্লোপিডিয়া ব্রিটানিকা। উদ্ধার করা হয়েছে: ব্রিটানিকা ডটকম থেকে