Много важни реакции в химията и биохимията зависят от рН, което означава, че рН на разтвора може да играе важна роля при определяне дали и колко бързо протича реакцията. Следователно буферните разтвори, които помагат да се поддържа стабилно рН, са важни за провеждането на много експерименти. Натриевият ацетат е слабо базична сол и конюгирана основа на оцетна киселина или оцет. Смес от натриев ацетат и оцетна киселина прави добър буфер за слабо киселинни разтвори. Съществуват няколко различни начина за приготвяне на ацетатен буфер, но по-специално един метод е ясен и относително безопасен.
Определете колко буфер имате нужда и каква моларност ви е необходима за вашия буфер. Моларността на буфера е броят на моловете разтворено вещество или вещество, разтворено в разтворител, разделено на общия обем на разтвора. Натриевият ацетат ще се дисоциира на натриеви йони и ацетатни йони, когато се разтвори във вода. Следователно, моларността на ацетата плюс моларността на оцетната киселина е общата моларност на буфера. Моларността, от която се нуждаете, зависи от вида експеримент, който се опитвате да извършите, и ще варира при различните експерименти. Количеството буфер, от което се нуждаете, също ще варира, така че се консултирайте с вашия инструктор или проверете протокола, за да видите от какво имате нужда.
Определете съотношението на концентрацията на оцетна киселина към концентрацията на ацетат, като се използва уравнението на Хендерсън-Хаселбалч, pH = pKa + log (концентрация на ацетат / концентрация на оцетна киселина). РКа оцетна киселина е 4,77, докато рН, от което се нуждаете, ще варира в зависимост от вашия експеримент. Тъй като знаете както pH, така и pKa, можете да включите тези стойности, за да намерите съотношението на концентрациите. Например, ако приемем, че имате нужда от рН 4, можете да напишете уравнението като 4 = 4,77 + log (ацетат / оцетна киселина) или -0,77 = log (ацетат / оцетна киселина). Тъй като log база 10 на x = y може да бъде пренаписана като 10 на y = x, ацетат / оцетна киселина = 0,169.
Използвайте съотношението на концентрациите и буферната моларност, за да намерите моларността, от която се нуждаете, за всеки химикал. Тъй като моларност на ацетат + моларност на оцетна киселина = буферна моларност и тъй като знаете съотношението на ацетат към оцетна киселина от Стъпка 2, можете да замените тази стойност в уравнението на буферната моларност, за да намерите моларността на всеки компонент. Например, ако съотношението на концентрациите е 0,169, 0,169 = ацетат / оцетна киселина, така че (0,169) x концентрация на оцетна киселина = концентрация на ацетат. Заместете (0,169) x концентрация на оцетна киселина за концентрация на ацетат в уравнението за буферна моларност и имате 1,169 x концентрация на оцетна киселина = буферна моларност Тъй като знаете моларността на буфера, можете да разрешите този проблем, за да намерите концентрация на оцетна киселина, след което да решите за концентрация на ацетат.
Изчислете колко оцетна киселина и натриев ацетат трябва да добавите. Не забравяйте, че когато разреждате вещество, M1 x V1 = M2 x V2, което означава, че първоначалният обем се умножава по първоначалната моларност = крайният обем по крайната моларност. В стъпка 3 открихте моларността на оцетната киселина, от която се нуждаете, така че имате M2. Знаете колко буфер ви е необходим, така че имате V2. Знаете моларността на оцетната киселина (1 М), така че имате М1. Можете да използвате тези числа, за да решите за V1, количеството разтвор на оцетна киселина, което трябва да добавите, след това направете същото за натриевия ацетат, който също е 1 М разтвор.
Използвайки градуирания цилиндър, измерете обема на натриев ацетат, който сте изчислили в Стъпка 4, и го добавете към чашата. Направете същото за оцетната киселина. Сега добавете достатъчно вода, за да донесете общия обем на разтвора до общото количество буфер, от което се нуждаете (количеството V2 от стъпка 4).
Препратки
- „Химически принципи, търсенето на прозрение, 4-то издание“; Питър Аткинс, Лорета Джоунс; 2008.
- Sonoma State University: Катедра по биология Физиология на животните - Приготвяне на буфери
Съвети
- Друг начин за получаване на ацетатен буфер е чрез добавяне на натриев хидроксид към разтвор на оцетна киселина, докато достигнете желаното рН. Натриевият хидроксид е силна основа и следователно е по-опасно за работа, така че горната процедура е за предпочитане.
Предупреждения
- Оцетът и натриевият ацетат са дразнители на очите и леки дразнители на кожата. Не влизайте в контакт нито с очите, нито с кожата.
за автора
Базиран в Сан Диего, Джон Бренан пише за науката и околната среда от 2006 г. Статиите му са се появявали в „Изобилие“, „Читалня в Сан Диего“, „Санта Барбара Индипендънт“ и „Източен залив Ежемесечно. "Бренан е бакалавър по биология от Калифорнийския университет в Сан Диего.
Снимки Кредити
изображение на буркан от S от Fotolia.com