Monet tärkeät kemian ja biokemian reaktiot ovat riippuvaisia pH: sta, mikä tarkoittaa, että liuoksen pH: lla voi olla tärkeä rooli määritettäessä reaktion tapahtumista ja kuinka nopeasti. Näin ollen puskuriliuokset, jotka auttavat pitämään pH-arvon vakaana, ovat tärkeitä monien kokeiden suorittamiseksi. Natriumasetaatti on heikosti emäksinen suola ja etikkahapon tai etikan konjugaattiemäs. Natriumasetaatin ja etikkahapon seos muodostaa hyvän puskurin heikosti happamille liuoksille. Asetaattipuskurin valmistamiseksi on olemassa muutama erilainen tapa, mutta erityisesti yksi menetelmä on yksinkertainen ja suhteellisen turvallinen.
Määritä, kuinka paljon puskuria tarvitset ja mitä molaarisuutta tarvitset puskurille. Puskurin molaarisuus on liuenneen aineen tai liuottimeen liuotetun aineen moolien lukumäärä jaettuna liuoksen kokonaistilavuudella. Natriumasetaatti hajoaa natriumioneiksi ja asetaatti-ioneiksi, kun se liukenee veteen. Tämän seurauksena asetaatin molaarisuus plus etikkahapon molaarisuus on puskurin kokonaismolaarisuus. Tarvittava molaarisuus riippuu suoritettavan kokeen tyypistä ja vaihtelee eri kokeiden mukaan. Tarvittavan puskurin määrä vaihtelee myös, joten tarkista ohjaajalta tai tarkista protokolla nähdäksesi mitä tarvitset.
Määritä etikkahappopitoisuuden suhde asetaattipitoisuuteen käyttämällä Henderson-Hasselbalch-yhtälöä, pH = pKa + log (asetaattipitoisuus / etikkahappopitoisuus). Etikkahapon pKa on 4,77, kun taas tarvitsemasi pH vaihtelee kokeestasi riippuen. Koska tiedät sekä pH: n että pKa: n, voit liittää nämä arvot löytääksesi pitoisuuksien suhteen. Oletetaan esimerkiksi, että tarvitset pH-arvon 4, voit kirjoittaa yhtälön muodossa 4 = 4,77 + log (asetaatti / etikkahappo) tai -0,77 = log (asetaatti / etikkahappo). Koska x = y: n log-emäs 10 voidaan kirjoittaa uudelleen arvoksi 10 arvoon y = x, asetaatti / etikkahappo = 0,169.
Käytä pitoisuuksien ja puskurimolaarisuuden suhdetta löytääksesi jokaisen kemikaalin tarvitsema molaarisuus. Koska asetaatin molaarisuus + etikkahapon molaarisuus = puskurimolaarisuus, ja koska tiedät asetaatin suhde etikkahappoon happo vaiheesta 2, voit korvata tämän arvon puskurin molaarisuusyhtälöllä kunkin komponentin molaarisuuden löytämiseksi. Esimerkiksi, jos pitoisuuksien suhde on 0,169, 0,169 = asetaatti / etikkahappo, niin (0,169) x etikkahappopitoisuus = asetaattipitoisuus. Korvaa (0,169) x etikkahappopitoisuus asetaattipitoisuudelle puskurin molaarisuusyhtälössä ja sinulla on 1,169 x etikkahappopitoisuus = puskurin molaarisuus. Koska tiedät puskurin molaarisuuden, voit ratkaista tämän ongelman etikkahappopitoisuuden löytämiseksi ja sitten asetaattipitoisuuden ratkaisemiseksi.
Laske lisättävän etikkahapon ja natriumasetaatin määrä. Muista, että kun laimennat ainetta, M1 x V1 = M2 x V2, mikä tarkoittaa, että alkuperäinen tilavuus kertoo alkuperäisen molaarisuuden = lopullinen tilavuus kertaa lopullinen molaarisuus. Vaiheessa 3 löysit tarvitsemasi etikkahapon molaarisuuden, joten sinulla on M2. Tiedät kuinka paljon puskuria tarvitset, joten sinulla on V2. Tiedät etikkahapon (1 M) molaarisuuden, joten sinulla on M1. Voit käyttää näitä lukuja ratkaisemaan V1: n, etikkahappoliuoksen määrän, jonka sinun pitäisi lisätä, ja tee sitten sama natriumasetaatille, joka on myös 1 M liuos.
Mittaa mittasylinterillä vaiheessa 4 laskettu natriumasetaatin määrä ja lisää se dekantterilasiin. Tee sama etikkahapolle. Lisää nyt riittävästi vettä liuoksen kokonaistilavuuden nostamiseksi tarvitsemasi puskurin kokonaismäärään (V2-määrä vaiheesta 4).
Viitteet
- "Kemialliset periaatteet, Quest for Insight, 4. painos"; Peter Atkins, Loretta Jones; 2008.
- Sonoman osavaltion yliopisto: Biologian laitos Eläinfysiologia - puskurien valmistus
Vinkkejä
- Toinen tapa asetaattipuskurin valmistamiseksi on lisäämällä natriumhydroksidia etikkahappoliuokseen, kunnes saavutat halutun pH: n. Natriumhydroksidi on vahva emäs ja sen vuoksi on vaarallisempaa työskennellä, joten yllä oleva menetelmä on suositeltava.
Varoitukset
- Etikka ja natriumasetaatti ovat silmiä ärsyttäviä ja lieviä ihoa ärsyttäviä. Ei saa joutua kosketuksiin silmien tai ihon kanssa.
kirjailijasta
San Diegossa toimiva John Brennan on kirjoittanut tiedettä ja ympäristöä vuodesta 2006 lähtien. Hänen artikkelit ovat ilmestyneet "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" ja "East Bay Kuukausittain. "Brennanilla on biologian kandidaatti Kalifornian yliopistossa San Diegossa.
Valokuvahyvitykset
purkikuva S: ltä Fotolia.com