Equazione di Henderson-Hasselbalch

In chimica, l'equazione di Henderson-Hasselbalch descrive, nei sistemi biologici e chimici, la relazione tra il pH e la concentrazione dell'acido impiegando la sua pK_a (il logaritmo negativo della sua costante di dissociazione acida). L'equazione è utile anche nel caso si debba calcolare il pH di una soluzione tampone.

Data la reazione:

${\mbox{HA}}+{\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}\rightleftharpoons {\mbox{A}}^{-}+{\mbox{H}}_{3}{\mbox{O}}^{+}$

la relazione può essere espressa nei due modi equivalenti:

${\textrm {pH}}={\textrm {pK}}_{a}+\log _{10}{\frac {[{\textrm {A}}^{-}]}{[{\textrm {HA}}]}}$

oppure:

$pH=pK_{a}+\log _{10}\left({\frac {[\mathrm {sale} ]}{[\mathrm {acido} ]}}\right).$

Esplicitando il significato di "p" si ha:

$pK_{a}=-\log _{10}(K_{a})=-\log _{10}\left({\frac {[{\mbox{H}}_{3}{\mbox{O}}^{+}][{\mbox{A}}^{-}]}{[{\mbox{HA}}]}}\right)$

Limiti dell'equazione

L'equazione di Henderson-Hasselbalch presuppone alcune approssimazioni. La più importante è che le concentrazioni dell'acido e della base coniugata rimangano, all'equilibrio, sostanzialmente pari alle loro concentrazioni formali. Si assume pertanto che la dissociazione dell'acido e l'idrolisi della base coniugata siano sufficientemente limitate da non alterare significativamente le concentrazioni iniziali. Anche l'autoprotolisi dell'acqua non è tenuta in considerazione. Questa relazione diviene troppo approssimativa per acidi e basi molto forti (pKa < 2 o pKa > 12 circa), per soluzioni molto diluite (concentrazioni ≤ 1 mM), o per rapporti acido/base estremi (ad esempio 100:1 o 1:100), condizioni in cui il pH si discosta di oltre due unità dal pKa.

Bibliografia

• Lawrence J. Henderson. Concerning the relationship between the strength of acids and their capacity to preserve neutrality. Am. J. Physiol. 1908, 21, 173-179.
• Hasselbalch, K. A. Biochemische Zeitschrift 1916, 78, 112-144.
• Po, Henry N.; Senozan, N. M. Henderson-Hasselbalch Equation: Its History and Limitations. J. Chem. Educ. 2001, 78, 1499-1503.
• de Levie, Robert. The Henderson-Hasselbalch Equation: Its History and Limitations. J. Chem. Educ. 2003, 80, 146.

Voci correlate

• Diagramma di Davenport

Collegamenti esterni

• (EN) Calcoli mediante l'equazione di Henderson-Hasselbalch, su changbioscience.com.
• (EN) Origine e discussione circa l'equazione di Henderson-Hasselbalch, su chembuddy.com.
• (EN) True example of using Henderson-Hasselbalch equation for calculation net charge of proteins, su isoelectric.ovh.org. URL consultato il 2 settembre 2018 (archiviato dall'url originale il 29 aprile 2013).