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Henderson-Hasselbalch-Gleichung

1917
  • Lawrence Joseph Henderson
  • Karl Albert Hasselbalch
Laborszene zur Veranschaulichung der Herstellung von Pufferlösungen mithilfe der Henderson-Hasselbalch-Gleichung.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung setzt den pH-Wert einer Lösung einer schwachen Säure in Beziehung zu ihrer Säuredissoziationskonstante ([latex]pK_a[/latex]) und dem Verhältnis der Konzentrationen der deprotonierten Spezies (konjugierte Base, [latex][A^-][/latex]) und der protonierten Spezies (Säure, [latex][HA][/latex]). Die Gleichung lautet [latex]pH = pK_a + \log_{10}\left(\frac{[A^-]}{[HA]}}\right)[/latex]. Sie ist grundlegend für das Verständnis und die Zubereitung von Pufferlösungen.

Die Gleichung leitet sich von der Säuredissoziationskonstante Ka = [H+][A-]/[HA] ab. Durch negatives Logarithmieren beider Seiten und Umstellen erhält man die endgültige Form. Die Gleichung findet vor allem Anwendung bei der Herstellung von Pufferlösungen mit dem gewünschten pH-Wert und bei der Berechnung des Gleichgewichts-pH-Werts in Säure-Base-Reaktionen. Eine wichtige Erkenntnis aus der Gleichung ist, dass der logarithmische Term null wird, wenn die Konzentrationen der Säure und ihrer konjugierten Base gleich sind ([HA] = [A-]), und der pH-Wert der Lösung exakt dem pKa-Wert der Säure entspricht. Dieser Punkt stellt die maximale Pufferkapazität des Systems dar, bei der es pH-Wert-Änderungen am effektivsten entgegenwirkt.

The equation relies on several assumptions, primarily that the acid is weak and that the autoionization of water is negligible. It uses concentrations instead of activities, making it an approximation that works best for dilute solutions. Despite these limitations, it provides an excellent framework for understanding how buffers function and is widely used in biological and chemical sciences.

UNESCO Nomenclature: 2209
- Physikalische Chemie

Typ

Abstraktes System

Störung

Grundlegendes

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • Massenwirkungsgesetz
  • Arrhenius-Theorie der Säuren und Basen
  • Brønsted-Lowry-Säure-Base-Theorie
  • Konzept der Säuredissoziationskonstante (Ka)
  • Sørensens pH-Skala

Anwendungen

  • Biochemie zur Berechnung des pH-Werts von Puffersystemen
  • Pharmakologie zur Bestimmung der Arzneimittelabsorption
  • klinische Medizin zum Verständnis des Säure-Basen-Haushalts
  • Proteinchemie zur Berechnung isoelektrischer Punkte
  • Umweltwissenschaften zur Modellierung der Wasserchemie

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • Computersoftware zur Simulation komplexer biochemischer Prozesse
  • automatisierte Puffervorbereitungssysteme für die Chromatographie
  • Algorithmen zur Vorhersage der Arzneimittellöslichkeit und Membrandurchlässigkeit
  • Diagnosetools zur Analyse von Blutgas- und Säure-Basen-Störungen
  • pH-gradient Elektrophorese techniques for protein separation
  • Formulierung stabiler pharmazeutischer Präparate
  • Design von Arzneimittelabgabesystemen mit kontrollierter Freisetzung
  • Entwicklung synthetischer biologischer Schaltkreise, die auf pH-Änderungen reagieren
  • advanced models for ocean carbon cycle and acidification
  • Optimierung der Enzymaktivität in industriellen Bioreaktoren
Verwandt mit: Henderson-Hasselbalch, Pufferlösung, pKa, schwache Säure, konjugierte Base, Säure-Base-Gleichgewicht, Biochemie, Logarithmus, pH-Berechnung, Titration.

Historischer Kontext

Henderson-Hasselbalch-Gleichung

1913
1915
1916
1917
1918
1920
1920
1912
1915
1915-11
1916
1918
1919-05-29
1920
1920

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

10. Jahr Jubiläum

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