Mnoho důležitých reakcí v chemii a biochemii závisí na pH, což znamená, že pH roztoku může hrát důležitou roli při určování, zda a jak rychle reakce proběhne. V důsledku toho jsou řešení pufrů, která pomáhají udržovat stabilní pH, důležitá pro provádění mnoha experimentů. Octan sodný je slabě zásaditá sůl a konjugovaná báze kyseliny octové nebo octa. Směs octanu sodného a kyseliny octové je dobrým pufrem pro slabě kyselé roztoky. Existuje několik různých způsobů přípravy acetátového pufru, ale zejména jedna metoda je přímá a relativně bezpečná.
Určete, kolik pufru potřebujete a jakou molaritu potřebujete pro svůj pufr. Molarita pufru je počet molů rozpuštěné látky nebo látky rozpuštěné v rozpouštědle vydělený celkovým objemem roztoku. Když se octan sodný rozpustí ve vodě, disociuje na ionty sodíku a ionty octanu. V důsledku toho je molarita acetátu plus molarita kyseliny octové celková molarita pufru. Molarita, kterou budete potřebovat, závisí na druhu experimentu, který se pokoušíte provést, a bude se u různých experimentů lišit. Potřebné množství vyrovnávací paměti se také bude lišit, proto se obraťte na svého instruktora nebo protokol, abyste zjistili, co potřebujete.
Stanovte poměr koncentrace kyseliny octové k koncentraci octanu pomocí Henderson-Hasselbalchovy rovnice, pH = pKa + log (koncentrace acetátu / koncentrace kyseliny octové). Hodnota pKa kyseliny octové je 4,77, zatímco požadované pH se bude lišit v závislosti na vašem experimentu. Jelikož znáte pH i pKa, můžete tyto hodnoty připojit a najít poměr koncentrací. Například za předpokladu, že potřebujete pH 4, můžete rovnici napsat jako 4 = 4,77 + log (octan / kyselina octová) nebo -0,77 = log (octan / kyselina octová). Protože logaritmickou základnu 10 x = y lze přepsat jako 10 na y = x, acetát / kyselina octová = 0,169.
Pomocí poměru koncentrací a molarity pufru zjistěte molaritu, kterou potřebujete pro každou chemikálii. Protože molarita acetátu + molarita kyseliny octové = molarita pufru a protože znáte poměr acetátu k octové kyseliny z kroku 2, můžete tuto hodnotu nahradit rovnicí molarity pufru a najít molaritu každé složky. Například pokud je poměr koncentrací 0,169, 0,169 = octan / kyselina octová, tak (0,169) x koncentrace kyseliny octové = koncentrace octanu. Nahraďte (0,169) x koncentraci kyseliny octové koncentrací acetátu v rovnici molarity pufru a máte 1,169 x koncentraci kyseliny octové = molarita pufru. Jelikož znáte molaritu pufru, můžete tento problém vyřešit tak, že zjistíte koncentraci kyseliny octové, a poté vyřešit koncentraci octanu.
Vypočítejte, kolik kyseliny octové a octanu sodného musíte přidat. Pamatujte, že když ředíte látku, M1 x V1 = M2 x V2, což znamená, že původní objem krát původní molarita = konečný objem krát konečná molarita. V kroku 3 jste našli molaritu kyseliny octové, kterou potřebujete, takže máte M2. Víte, kolik vyrovnávací paměti potřebujete, takže máte V2. Znáte molaritu kyseliny octové (1 M), takže máte M1. Tato čísla můžete použít k řešení V1, množství roztoku kyseliny octové, které byste měli přidat, a poté to samé pro octan sodný, což je také 1M roztok.
Pomocí odměrného válce změřte objem octanu sodného, který jste vypočítali v kroku 4, a přidejte jej do kádinky. Totéž proveďte pro kyselinu octovou. Nyní přidejte dostatek vody, aby se celkový objem roztoku zvýšil na celkové potřebné množství pufru (množství V2 z kroku 4).
Reference
- „Chemical Principles, the Quest for Insight, 4th Edition“; Peter Atkins, Loretta Jones; 2008.
- Sonoma State University: Katedra biologie Fyziologie živočichů - Příprava nárazníků
Tipy
- Dalším způsobem, jak připravit acetátový pufr, je přidání hydroxidu sodného do roztoku kyseliny octové, dokud nedosáhnete požadovaného pH. Hydroxid sodný je silná báze, a proto je s ním nebezpečnější pracovat, proto je výhodnější výše uvedený postup.
Varování
- Ocet a octan sodný jsou dráždivé pro oči a mírně dráždivé pro pokožku. Nedotýkejte se očí ani kůže.
o autorovi
John Brennan se sídlem v San Diegu píše od roku 2006 o vědě a životním prostředí. Jeho články se objevily v publikacích „Plenty“, „San Diego Reader“, „Santa Barbara Independent“ a „East Bay Brennanová je držitelkou bakalářského titulu v biologii na Kalifornské univerzitě v San Diegu.
Fotografické kredity
obrázek sklenice od S z Fotolia.com
