Molte reazioni importanti in chimica e biochimica sono dipendenti dal pH, il che significa che il pH della soluzione può svolgere un ruolo importante nel determinare se e quanto rapidamente avviene una reazione. Di conseguenza, le soluzioni tampone che aiutano a mantenere il pH stabile sono importanti per l'esecuzione di molti esperimenti. L'acetato di sodio è un sale debolmente basico e la base coniugata dell'acido acetico o dell'aceto. Una miscela di acetato di sodio e acido acetico costituisce un buon tampone per soluzioni debolmente acide. Esistono diversi modi per preparare un tampone acetato, ma un metodo in particolare è semplice e relativamente sicuro.
Determina di quanto tampone hai bisogno e di quale molarità hai bisogno per il tuo tampone. La molarità del tampone è il numero di moli di soluto, o sostanza disciolta nel solvente, diviso per il volume totale della soluzione. L'acetato di sodio si dissocia in ioni sodio e ioni acetato quando si dissolve in acqua. Di conseguenza, la molarità dell'acetato più la molarità dell'acido acetico è la molarità totale del tampone. La molarità di cui avrai bisogno dipende dal tipo di esperimento che stai cercando di eseguire e varierà per i diversi esperimenti. Anche la quantità di tampone di cui hai bisogno varierà, quindi controlla con il tuo istruttore o controlla il protocollo per vedere di cosa hai bisogno.
Determinare il rapporto tra la concentrazione di acido acetico e la concentrazione di acetato utilizzando l'equazione di Henderson-Hasselbalch, pH = pKa + log (concentrazione di acetato/concentrazione di acido acetico). Il pKa dell'acido acetico è 4,77, mentre il pH di cui hai bisogno varia a seconda del tuo esperimento. Poiché conosci sia il pH che il pKa, puoi inserire questi valori per trovare il rapporto tra le concentrazioni. Ad esempio, supponendo che sia necessario un pH di 4, è possibile scrivere l'equazione come 4 = 4,77 + log (acetato/acido acetico) o -0,77 = log (acetato/acido acetico). Poiché log base 10 di x = y può essere riscritto come 10 in y = x, acetato/acido acetico = 0,169.
Usa il rapporto tra le concentrazioni e la molarità del tampone per trovare la molarità di cui hai bisogno per ogni sostanza chimica. Poiché molarità dell'acetato + molarità dell'acido acetico = molarità tampone, e poiché conosci il rapporto tra acetato e acetico acido dal passaggio 2, è possibile sostituire questo valore nell'equazione della molarità del tampone per trovare la molarità di ciascun componente. Ad esempio, se il rapporto delle concentrazioni è 0,169, 0,169 = acetato/acido acetico, allora (0,169) x concentrazione di acido acetico = concentrazione di acetato. Sostituisci (0,169) x concentrazione di acido acetico per la concentrazione di acetato nell'equazione della molarità del tampone e hai 1,169 x concentrazione di acido acetico = molarità del tampone. Poiché conosci la molarità del tampone, puoi risolvere questo problema per trovare la concentrazione di acido acetico, quindi risolvere per la concentrazione di acetato.
Calcola quanto acido acetico e acetato di sodio devi aggiungere. Ricorda che quando stai diluendo una sostanza, M1 x V1 = M2 x V2, il che significa che il volume originale moltiplicato per la molarità originale = il volume finale moltiplicato per la molarità finale. Nel passaggio 3, hai trovato la molarità dell'acido acetico di cui hai bisogno, quindi hai M2. Sai di quanto buffer hai bisogno, quindi hai V2. Conosci la molarità dell'acido acetico (1 M), quindi hai M1. Puoi usare questi numeri per risolvere per V1, la quantità di soluzione di acido acetico che dovresti aggiungere, quindi fai lo stesso per l'acetato di sodio, che è anche una soluzione 1 M.
Utilizzando il cilindro graduato, misurare il volume di acetato di sodio calcolato nel passaggio 4 e aggiungerlo al becher. Fai lo stesso per l'acido acetico. Ora aggiungi abbastanza acqua per portare il volume totale della soluzione fino alla quantità totale di tampone necessaria (la quantità V2 del passaggio 4).
Riferimenti
- "Principi chimici, la ricerca dell'intuizione, 4a edizione"; Peter Atkins, Loretta Jones; 2008.
- Sonoma State University: Dipartimento di Biologia Fisiologia animale -- Preparazione dei tamponi
Suggerimenti
- Un altro modo per creare un tampone acetato consiste nell'aggiungere idrossido di sodio a una soluzione di acido acetico fino a raggiungere il pH desiderato. L'idrossido di sodio è una base forte e quindi più pericoloso con cui lavorare, quindi è preferibile la procedura di cui sopra.
Avvertenze
- L'aceto e l'acetato di sodio sono irritanti per gli occhi e irritanti per la pelle. Non portare né a contatto con gli occhi né con la pelle.
Circa l'autore
Con sede a San Diego, John Brennan scrive di scienza e ambiente dal 2006. I suoi articoli sono apparsi su "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" e "East Bay". Mensile." Brennan ha conseguito una laurea in biologia presso l'Università della California, San Diego.
Crediti fotografici
immagine del barattolo di S da Fotolia.com