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Equazione di Henderson-Hasselbalch

1917
  • Lawrence Joseph Henderson
  • Karl Albert Hasselbalch
Scena di laboratorio che mostra la preparazione di soluzioni tampone utilizzando l'equazione di Henderson-Hasselbalch.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

L'equazione di Henderson-Hasselbalch mette in relazione il pH di una soluzione di un acido debole con la sua costante di dissociazione acida ([latex]pK_a[/latex]) e il rapporto tra le concentrazioni della specie deprotonata (base coniugata, [latex][A^-][/latex]) e la specie protonata (acido, [latex][HA][/latex]). L'equazione è [latex]pH = pK_a + \log_{10}\left(\frac{[A^-]}{[HA]}}\right)[/latex]. È fondamentale per comprendere e preparare le soluzioni tampone.

L'equazione deriva dall'espressione della costante di dissociazione acida, [latex]K_a = \frac{[H^+][A^-]}{[HA]}[/latex]. Prendendo il logaritmo negativo di entrambi i lati e riordinando, si ottiene la forma finale. L'utilità principale dell'equazione è la preparazione di soluzioni tampone del pH desiderato e il calcolo del pH di equilibrio nelle reazioni acido-base. Un'intuizione fondamentale dell'equazione è che quando le concentrazioni dell'acido e della sua base coniugata sono uguali ([latex][HA] = [A^-][/latex]), il termine logaritmico diventa zero e il pH della soluzione è esattamente uguale a [latex]pK_a[/latex] dell'acido. Questo punto rappresenta la massima capacità tampone del sistema, dove resiste più efficacemente alle variazioni di pH.

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
- Chimica fisica

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • legge dell'azione di massa
  • Teoria di Arrhenius degli acidi e delle basi
  • teoria acido-base di Brønsted-Lowry
  • concetto della costante di dissociazione acida (Ka)
  • Scala di pH di Sørensen

Applicazioni

  • biochimica per il calcolo del pH dei sistemi tampone
  • farmacologia per determinare l'assorbimento del farmaco
  • medicina clinica per comprendere l'equilibrio acido-base
  • chimica delle proteine ​​per il calcolo dei punti isoelettrici
  • scienze ambientali per la modellazione della chimica dell'acqua

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • software per computer per la simulazione di percorsi biochimici complessi
  • sistemi automatizzati di preparazione del tampone per cromatografia
  • algoritmi per predire la solubilità del farmaco e la permeabilità della membrana
  • strumenti diagnostici per l'analisi dei gas nel sangue e dei disturbi acido-base
  • pH-gradient elettroforesi techniques for protein separation
  • formulazione di preparati farmaceutici stabili
  • progettazione di sistemi di somministrazione di farmaci a rilascio controllato
  • sviluppo di circuiti biologici sintetici che rispondono ai cambiamenti di pH
  • advanced models for ocean carbon cycle and acidification
  • ottimizzazione dell'attività enzimatica nei bioreattori industriali
Correlato a: Henderson-Hasselbalch, soluzione tampone, pKa, acido debole, base coniugata, equilibrio acido-base, biochimica, logaritmo, calcolo del pH, titolazione.

Contesto storico

Equazione di Henderson-Hasselbalch

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

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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