una solución tampón simple consiste en una solución de un ácido y una sal de la base conjugada del ácido. Por ejemplo, el ácido puede ser ácido acético y la sal puede ser acetato de sodio.La ecuación de Henderson–Hasselbalch relaciona el pH de una solución que contiene una mezcla de los dos componentes con la constante de disociación ácida, Ka, y las concentraciones de la especie en solución. Para derivar la ecuación hay que hacer una serie de suposiciones simplificadoras.,La mezcla tiene la capacidad de resistir cambios en el pH cuando se agrega una pequeña cantidad de ácido o base, que es la propiedad definitoria de una solución tampón.
suposición 1: El ácido es monobásico y se disocia de acuerdo con la ecuación
HA HA H + + A − {\displaystyle {\ce {HA}}\leftrightharpones {\ce {H^+}}+{\ce {a^-}}}
se entiende que el símbolo H+ representa el ion hidronio hidratado. La ecuación de Henderson–Hasselbalch se puede aplicar a un ácido polibásico solo si sus valores pK consecutivos difieren en al menos 3. El ácido fosfórico es tal ácido.
supuesto 2., La auto-ionización del agua puede ser ignorada.
esta suposición no es válida con valores de pH superiores a aproximadamente 10. En tales casos, la ecuación de balance de masas del hidrógeno debe ampliarse para tener en cuenta la ionización automática del agua.
CH = + Ka-Kw / CA = + Ka
y el pH tendrá que ser encontrado resolviendo las dos ecuaciones de balance de masa simultáneamente para las dos incógnitas, y .
suposición 3: LA SAL MA está completamente disociada en solución., Por ejemplo, con acetato de sodio
Na(CH3CO2) → Na+ + CH3CO2−
suposición 4: El cociente de los coeficientes de actividad, Γ {\displaystyle \ Gamma }, es una constante bajo las condiciones experimentales cubiertas por los cálculos.,
La termodinámica constante de equilibrio, K ∗ {\displaystyle K^{*}} ,
K ∗ = × γ H + γ Un − γ H a {\displaystyle K^{*}={\frac {}{}}\times {\frac {\gamma _{{\ce {H+}}}\gamma _{{\ce {A^-}}}}{\gamma _{HA}}}} K a = K ∗ / Γ = {\displaystyle K_{un}=K^{*}/\Gamma ={\frac {}{}}}
el Reordenamiento de esta expresión y tomando logaritmos proporciona la ecuación de Henderson–Hasselbalch
pH = p K a + log 10 ( ) {\displaystyle {\ce {pH}}={\ce {p}}K_{{\ce {un}}}+\log _{10}\left({\frac {}{}}\right)}