Daugelis svarbių chemijos ir biochemijos reakcijų priklauso nuo pH, o tai reiškia, kad tirpalo pH gali vaidinti svarbų vaidmenį nustatant, ar reakcija vyksta greitai ir kaip greitai. Taigi buferiniai tirpalai, padedantys išlaikyti pH stabilumą, yra svarbūs atliekant daugelį eksperimentų. Natrio acetatas yra silpnai bazinė druska ir acto rūgšties arba acto konjuguota bazė. Natrio acetato ir acto rūgšties mišinys yra geras buferis silpnai rūgštiems tirpalams. Yra keli skirtingi acetato buferio paruošimo būdai, tačiau vienas būdas yra paprastas ir gana saugus.
Nustatykite, kiek buferio jums reikia ir kokio moliarumo reikia jūsų buferiui. Buferio moliarumas yra ištirpusios medžiagos arba tirpiklyje ištirpintos medžiagos molių skaičius, padalytas iš bendro tirpalo tūrio. Natrio acetatas išsiskirs į natrio jonus ir acetato jonus, kai jis ištirps vandenyje. Vadinasi, acetato molis ir acto rūgšties molis yra bendras buferio molis. Molarijus, kurio jums reikia, priklauso nuo bandymo, kurį bandote atlikti, rūšies ir skiriasi skirtingais eksperimentais. Reikalingas buferio kiekis taip pat skirsis, todėl pasitarkite su savo instruktoriumi arba patikrinkite protokolą, kad pamatytumėte, ko jums reikia.
Nustatykite acto rūgšties ir acetato koncentracijos santykį naudodami Hendersono-Hasselbalcho lygtį, pH = pKa + log (acetato koncentracija / acto rūgšties koncentracija). Acto rūgšties pKa yra 4,77, o pH, kurio jums reikia, priklausys nuo jūsų eksperimento. Kadangi žinote tiek pH, tiek pKa, šias vertes galite prijungti, kad rastumėte koncentracijų santykį. Pavyzdžiui, darant prielaidą, kad jums reikia 4 pH, lygtį galite parašyti kaip 4 = 4,77 + log (acetatas / acto rūgštis) arba -0,77 = log (acetatas / acto rūgštis). Kadangi x = y logaritminę bazę 10 galima perrašyti kaip 10 į y = x, acetatas / acto rūgštis = 0,169.
Norėdami rasti kiekvienos cheminės medžiagos moliarumą, naudokite koncentracijų ir buferinio moliarumo santykį. Kadangi acetato molinis molis + acto rūgšties molingumas = buferinis molis, ir kadangi žinote acetato ir acto santykį rūgšties iš 2 žingsnio, galite pakeisti šią vertę į buferinę moliarumo lygtį, kad rastumėte kiekvieno komponento moliarumą. Pavyzdžiui, jei koncentracijų santykis yra 0,169, 0,169 = acetatas / acto rūgštis, taigi (0,169) x acto rūgšties = acetato koncentracija. Buferio moliarumo lygtyje pakeiskite (0,169) x acto rūgšties koncentraciją acetato koncentracijai ir turėsite 1,169 x acto rūgšties koncentracijos = buferio moliarumas. Kadangi žinote buferio moliarumą, galite išspręsti šią problemą, norėdami sužinoti acto rūgšties koncentraciją, tada išspręsti acetato koncentraciją.
Apskaičiuokite, kiek acto rūgšties ir natrio acetato reikia pridėti. Atminkite, kad skiedžiant medžiagą, M1 x V1 = M2 x V2, o tai reiškia, kad pradinis tūris yra didesnis už pradinį molingumą = galutinis tūris ir galutinis moliarumas. 3 žingsnyje radote jums reikalingo acto rūgšties molingumą, taigi turite M2. Jūs žinote, kiek reikia buferio, taigi turite V2. Jūs žinote acto rūgšties moliarumą (1 M), taigi turite M1. Šiuos skaičius galite naudoti, norėdami išspręsti V1, acto rūgšties tirpalo kiekį, kurį turėtumėte pridėti, tada atlikite tą patį poveikį natrio acetatui, kuris taip pat yra 1 M tirpalas.
Matavimo cilindru išmatuokite natrio acetato tūrį, kurį apskaičiavote atlikdami 4 veiksmą, ir įpilkite jį į stiklinę. Atlikite tą patį su acto rūgštimi. Dabar įpilkite tiek vandens, kad visas tirpalo tūris būtų didesnis už visą jums reikalingą buferio kiekį (V2 kiekis iš 4 žingsnio).
Literatūra
- „Cheminiai principai, įžvalgos ieškojimas, 4-asis leidimas“; Peteris Atkinsas, Loretta Jones; 2008.
- Sonomos valstybinis universitetas: Gyvūnų fiziologijos biologijos katedra - buferių paruošimas
Patarimai
- Kitas būdas pagaminti acetato buferį yra pridedant natrio hidroksido į acto rūgšties tirpalą, kol pasieksite norimą pH. Natrio hidroksidas yra stipri bazė, todėl dirbti su juo yra pavojingiau, todėl pirmenybė teikiama pirmiau nurodytai procedūrai.
Įspėjimai
- Actas ir natrio acetatas yra dirginantys akis ir švelniai odą. Negalima patekti į akis ar ant odos.
apie autorių
San Diege įsikūręs Johnas Brennanas apie mokslą ir aplinką rašė nuo 2006 m. Jo straipsniai pasirodė „Plenty“, „San Diego Reader“, „Santa Barbara Independent“ ir „East Bay“ Kas mėnesį. "Brennanas yra įgijęs biologijos mokslų bakalaurą Kalifornijos universitete, San Diege.
Nuotraukų kreditai
stiklainio vaizdas S iš Fotolia.com