04 // 인터랙티브 공식 백과사전 // 물리화학·기체 법칙·반응속도 및 전기화학 공식집pH = pK_a + log₁₀([A⁻] / [HA])
헨더슨-하셀발흐 완충용액 pH 방정식
약산과 짝염기 수용액으로 이루어진 완충용액 및 생체 내 중탄산염 평형계의 pH를 정확히 산출하는 화학·생리학 공식입니다.
공식 요약
기본 공식
pH = pK_a + log₁₀([A⁻] / [HA])
변형 공식
pK_a = −log₁₀(K_a)
[A⁻] / [HA] = 10^(pH − pK_a)
변수 및 단위
| Symbol | Name | Unit |
|---|---|---|
| pH | Buffer Solution pH | pH units |
| pKa | Acid Dissociation pK_a | dimensionless |
| base | Conjugate Base [A⁻] | mol/L |
| acid | Weak Acid [HA] | mol/L |
입력값 및 설정
[dimensionless]
[mol/L]
[mol/L]
계산 결과 (Buffer Solution pH)
pH =4.936091pH units
공식 설명 및 배경
- Derived directly by taking −log₁₀ of both sides of equilibrium expression K_a = [H⁺][A⁻]/[HA].
- Maximum buffer capacity β occurs when [A⁻] = [HA], where pH = pK_a exactly and effective buffering spans pK_a ± 1.
단계별 풀이 예제
#1: Acetate buffer prepared with 0.15 M sodium acetate ([A⁻]) and 0.10 M acetic acid ([HA], pK_a = 4.76).
pK_a = 4.76[A⁻] = 0.15 M[HA] = 0.10 M
pH = 4.76 + log₁₀(1.50) = 4.76 + 0.176
→ pH = 4.94
#2: Arterial blood bicarbonate buffer (pK_a = 6.10, [HCO₃⁻] = 24 mM, dissolved [CO₂] = 1.2 mM).
pK_a = 6.10Ratio = 24 / 1.2 = 20
pH = 6.10 + log₁₀(20) = 6.10 + 1.301
→ pH = 7.40 (Normal physiological arterial pH)
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자주 묻는 질문 (FAQ)
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