Skip to content

Buffer's pH (buffer equation)

Which pH does my buffer get and how much base must I add?

Answer: A buffer is a mixture of a weak acid and its corresponding base, eg acetic acid and sodium acetate. The buffer equation gives pH from the ratio of the substance amounts of base to acid. The calculator works out the pH for your mixture and the other way round: how much base you need to weigh out to hit the pH you want. You enter the pKa from the data sheet yourself and the substance amounts you've weighed out or measured.

Formula

Pufferligningen: pH = pKa + log(n_base ÷ n_syre). Volumenet går ud, fordi begge står i samme opløsning.

Omvendt: n_base = n_syre · 10^(pH − pKa)

Puffer virker bedst når forholdet base : syre ligger mellem 1 : 10 og 10 : 1, altså pH = pKa ± 1

Symbols and units in the formula
SymbolMeaningUnit
pkaAcid's pKa (from databook)—
n_syreAmount weak acidmol
n_baseAmount corresponding basemol
ph_maalDesired pH (for reverse calculation)—
=Buffer's pH—
=Ratio base : acid—
=Base required for the desired pHmol

Validity and source

Source
Chemistry B curriculum (htx): buffer solutions and buffer equation

Does not apply when

  • Ligningen forudsætter, at både syre og base er til stede i rimelige mængder (ikke fortyndet til næsten intet). Standardtallene er eddikesyre/acetat. Har du lavet pufferen ved at tilsætte NaOH til en svag syre, så er n_base = n(NaOH) og n_syre = n(syre) − n(NaOH).

Worked example

The calculator's own default values inserted. The figures are calculated with exactly the formula the tool uses.

Substituted

  • Acid's pKa (from databook)4.76
  • Amount weak acid0.05 mol
  • Amount corresponding base0.05 mol
  • Desired pH (for reverse calculation)5

Giver

  • Buffer's pH4.76
  • Ratio base : acid1.00
  • Base required for the desired pH0.0869 mol

The calculator itself is locked

Create a free user account to unlock all articles, calculators, templates and range — and get access to quizzes and classes. It takes less than a minute: name, email and a password. No payment card.

Want to try something first? See what you can use without an account — the junior zone, the encyclopedia, the videos and more.

Sådan bruger du den

Når du skal lave en puffer til et forsøg, fx en acetatpuffer til et enzymforsøg i bioteknologi eller en fosfatpuffer omkring pH 7, eller forklare hvorfor blodets pH holder sig. Pufferligningen giver pH ud fra forholdet mellem base og syre.

Step by step

  1. Find pKa for syren i databogen. Vælg en syre, hvor pKa ligger tæt på den pH, du vil have.
  2. Regn stofmængderne af syre og base ud fra det, du afvejer eller afmåler.
  3. Aflæs pufferens pH.
  4. Vil du ramme en bestemt pH, så skriv den ønskede pH, og aflæs hvor meget base, der skal til.

Typical errors

  • At bytte om på syre og base i brøken. Basen står øverst.
  • At bruge koncentrationer fra to forskellige volumener. Brug stofmængder, så går volumenet ud.
  • At lave puffer langt fra pKa. Over ± 1 pH-enhed virker den dårligt.

Examples from everyday life

Acetatpuffer til enzymforsøg

Du blander 0,040 mol eddikesyre og 0,060 mol natriumacetat. pKa er 4,76, og enzymet arbejder bedst ved pH 5.

Acid's pKa (from databook)
4.76
Amount weak acid
0.04 minor
Amount corresponding base
0.06 minor
Desired pH (for reverse calculation)
5

It means: Pufferen får pH 4.94, med forholdet 1.5 mellem base og syre. Til pH 5,00 skal du bruge 0.0695 minor acetat sammen med de 0,040 mol syre.

Fosfatpuffer omkring neutral

Du blander 0,010 mol NaH₂PO₄ og 0,010 mol Na₂HPO₄. Databogen giver pKa 7,21 for H₂PO₄⁻, og du vil op på pH 7,40 som blod.

Acid's pKa (from databook)
7.21
Amount weak acid
0.01 minor
Amount corresponding base
0.01 minor
Desired pH (for reverse calculation)
7.4

It means: Ved lige store mængder er pH 7.21. For at nå 7,40 skal basen øges til 0.0155 minor.

Ammoniakpuffer

0,050 mol NH₄Cl og 0,020 mol NH₃ i samme opløsning. pKa for NH₄⁺ er 9,25.

Acid's pKa (from databook)
9.25
Amount weak acid
0.05 minor
Amount corresponding base
0.02 minor
Desired pH (for reverse calculation)
9.25

It means: pH bliver 8.85, fordi der er mindre base end syre (forholdet 0.4). For pH = pKa skal basen være 0.05 minor, lige så meget som syren.

Rule of thumb

Lige store mængder syre og base giver pH = pKa. Hver gang forholdet ganges med 10, stiger pH 1.

How to check the answer

pH skal ligge mellem pKa − 1 og pKa + 1, hvis forholdet er mellem 1 : 10 og 10 : 1.