Mange vigtige reaktioner inden for kemi og biokemi er pH-afhængige, hvilket betyder, at opløsningens pH kan spille en vigtig rolle i bestemmelsen af, om og hvor hurtigt en reaktion finder sted. Derfor er buffersolutions, der hjælper med at holde pH-værdien vigtige for at køre mange eksperimenter. Natriumacetat er et svagt basisk salt og den konjugerede base af eddikesyre eller eddike. En blanding af natriumacetat og eddikesyre udgør en god buffer til svagt sure opløsninger. Der findes et par forskellige måder at fremstille en acetatbuffer på, men især en metode er ligetil og relativt sikker.
Bestem, hvor meget buffer du har brug for, og hvilken molaritet du har brug for til din buffer. Molariteten af bufferen er antallet af mol opløst stof eller et stof opløst i opløsningsmiddel divideret med det samlede volumen af opløsningen. Natriumacetat dissocieres i natriumioner og acetationer, når det opløses i vand. Derfor er molariteten af acetatet plus eddikesyrens molaritet den totale molaritet af bufferen. Den molaritet, du har brug for, afhænger af den type eksperiment, du prøver at udføre, og vil variere for forskellige eksperimenter. Mængden af buffer, du har brug for, vil også variere, så spørg din instruktør eller tjek protokollen for at se, hvad du har brug for.
Bestem forholdet mellem eddikesyrekoncentration og acetatkoncentration ved hjælp af ligningen Henderson-Hasselbalch, pH = pKa + log (acetatkoncentration / eddikesyrekoncentration). PKa for eddikesyre er 4,77, mens den pH, du har brug for, vil variere afhængigt af dit eksperiment. Da du kender både pH og pKa, kan du tilslutte disse værdier for at finde forholdet mellem koncentrationerne. Hvis vi for eksempel antager, at du har brug for en pH-værdi på 4, kan du skrive ligningen som 4 = 4,77 + log (acetat / eddikesyre) eller -0,77 = log (acetat / eddikesyre). Da logbase 10 på x = y kan omskrives som 10 til y = x, er acetat / eddikesyre = 0,169.
Brug forholdet mellem koncentrationerne og buffermolariteten for at finde den molaritet, du har brug for for hvert kemikalie. Da molaritet af acetat + molaritet af eddikesyre = buffer molaritet, og da du kender forholdet mellem acetat og eddikesyre syre fra trin 2, kan du erstatte denne værdi i buffermolaritetsligningen for at finde molariteten for hver komponent. For eksempel, hvis forholdet mellem koncentrationerne er 0,169, 0,169 = acetat / eddikesyre, så (0,169) x eddikesyrekoncentration = acetatkoncentration. Erstat (0,169) x koncentration af eddikesyre for acetatkoncentration i buffermolaritetsligningen, og du har 1,169 x eddikesyrekoncentration = buffermolaritet. Da du kender buffermolariteten, kan du løse dette problem for at finde koncentrationen af eddikesyre og derefter løse acetatkoncentrationen.
Beregn, hvor meget eddikesyre og natriumacetat du skal tilføje. Husk, at når du fortynder et stof, er M1 x V1 = M2 x V2, hvilket betyder at det oprindelige volumen gange den oprindelige molaritet = det endelige volumen gange den endelige molaritet. I trin 3 fandt du molariteten af eddikesyre, du har brug for, så du har M2. Du ved, hvor meget buffer du har brug for, så du har V2. Du kender eddikesyrens molaritet (1 M), så du har M1. Du kan bruge disse tal til at løse V1, den mængde eddikesyreopløsning, du skal tilføje, og gør det samme for natriumacetatet, som også er en 1 M opløsning.
Brug den graduerede cylinder til at måle volumenet af natriumacetat, du har beregnet i trin 4, og føje det til bægerglasset. Gør det samme for eddikesyren. Tilsæt nu nok vand til at bringe det samlede volumen af opløsningen op til den samlede buffermængde, du har brug for (V2-mængden fra trin 4).
Referencer
- "Chemical Principles, the Quest for Insight, 4. udgave"; Peter Atkins, Loretta Jones; 2008.
- Sonoma State University: Institut for Biologi Dyrefysiologi - Forberedelse af buffere
Tips
- En anden måde at fremstille en acetatbuffer på er ved at tilsætte natriumhydroxid til en eddikesyreopløsning, indtil du når den ønskede pH. Natriumhydroxid er en stærk base og derfor farligere at arbejde med, men ovenstående procedure foretrækkes.
Advarsler
- Eddike og natriumacetat er øjenirriterende og milde hudirriterende. Undgå at komme i kontakt med øjne eller hud.
Om forfatteren
John Brennan er baseret i San Diego og har skrevet om videnskab og miljø siden 2006. Hans artikler er vist i "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" og "East Bay Månedligt. "Brennan har en Bachelor of Science i biologi fra University of California, San Diego.
Fotokreditter
jar image af S fra Fotolia.com