Daudzas svarīgas ķīmijas un bioķīmijas reakcijas ir atkarīgas no pH, kas nozīmē, ka šķīduma pH var būt nozīmīga loma, nosakot, vai un cik ātri notiek reakcija. Līdz ar to buferšķīdumi, kas palīdz uzturēt pH līmeni, ir svarīgi daudzu eksperimentu veikšanai. Nātrija acetāts ir vāji bāzisks sāls un etiķskābes vai etiķa konjugāta bāze. Nātrija acetāta un etiķskābes maisījums ir labs buferis vāji skābiem šķīdumiem. Ir daži dažādi veidi, kā sagatavot acetāta buferi, taču jo īpaši viena metode ir vienkārša un samērā droša.
Nosakiet, cik daudz bufera jums ir nepieciešams un kāda molaritāte jums nepieciešama jūsu buferim. Bufera molaritāte ir izšķīdušās vielas vai šķīdinātājā izšķīdinātas vielas molu skaits, dalīts ar kopējo šķīduma tilpumu. Nātrija acetāts sadalīsies nātrija jonos un acetāta jonos, kad tas izšķīst ūdenī. Līdz ar to acetāta molaritāte plus etiķskābes molaritāte ir bufera kopējā molaritāte. Nepieciešamā molaritāte ir atkarīga no tā, kāda veida eksperimentu jūs mēģināt veikt, un dažādiem eksperimentiem tā būs atšķirīga. Nepieciešamais bufera apjoms arī būs atšķirīgs, tāpēc sazinieties ar instruktoru vai pārbaudiet protokolu, lai redzētu, kas jums nepieciešams.
Nosakiet etiķskābes koncentrācijas attiecību pret acetāta koncentrāciju, izmantojot Hendersona-Haselbalha vienādojumu, pH = pKa + log (acetāta koncentrācija / etiķskābes koncentrācija). Etiķskābes pKa ir 4,77, savukārt nepieciešamais pH mainīsies atkarībā no eksperimenta. Tā kā jūs zināt gan pH, gan pKa, varat pievienot šīs vērtības, lai atrastu koncentrāciju attiecību. Piemēram, pieņemot, ka jums ir nepieciešams pH 4, jūs varat uzrakstīt vienādojumu kā 4 = 4,77 + log (acetāts / etiķskābe) vai -0,77 = log (acetāts / etiķskābe). Tā kā x = y log log bāzi 10 var pārrakstīt kā 10 uz y = x, acetāts / etiķskābe = 0,169.
Izmantojiet koncentrāciju un bufera molaritātes attiecību, lai atrastu katras ķīmiskās vielas vajadzīgo molaritāti. Tā kā acetāta molaritāte + etiķskābes molaritāte = bufera molaritāte, un tā kā jūs zināt acetāta un etiķskābes attiecību skābes no 2. soļa, jūs varat aizstāt šo vērtību bufera molaritātes vienādojumā, lai atrastu katra komponenta molaritāti. Piemēram, ja koncentrāciju attiecība ir 0,169, 0,169 = acetāts / etiķskābe, tātad (0,169) x etiķskābes koncentrācija = acetāta koncentrācija. Bufera molaritātes vienādojumā aizstāj (0,169) x etiķskābes koncentrāciju acetāta koncentrācijai, un tev ir 1,169 x etiķskābes koncentrācija = bufera molaritāte. Tā kā jūs zināt bufera molaritāti, varat atrisināt šo problēmu, lai atrastu etiķskābes koncentrāciju, pēc tam atrisiniet acetāta koncentrāciju.
Aprēķiniet, cik daudz etiķskābes un nātrija acetāta jums jāpievieno. Atcerieties, ka, atšķaidot vielu, M1 x V1 = M2 x V2, kas nozīmē, ka sākotnējais tilpums reizina sākotnējo molaritāti = galīgais tilpums reizina ar galīgo molaritāti. 3. solī jūs atradāt nepieciešamo etiķskābes molaritāti, tātad jums ir M2. Jūs zināt, cik daudz bufera jums nepieciešams, tāpēc jums ir V2. Jūs zināt etiķskābes molaritāti (1 M), tāpēc jums ir M1. Jūs varat izmantot šos skaitļus, lai atrisinātu V1, etiķskābes šķīduma daudzumu, kas jums jāpievieno, pēc tam dariet to pašu nātrija acetātam, kas arī ir 1 M šķīdums.
Izmantojot gradēto cilindru, izmēra 4. solī aprēķināto nātrija acetāta tilpumu un pievienojiet to vārglāzē. Dariet to pašu ar etiķskābi. Tagad pievienojiet tik daudz ūdens, lai kopējais šķīduma tilpums būtu līdz kopējam vajadzīgajam bufera daudzumam (V2 daudzums no 4. soļa).
Atsauces
- "Chemical Principles, Quest for Insight, 4. izdevums"; Pīters Atkinss, Loreta Džonsa; 2008.
- Sonomas Valsts universitāte: Bioloģijas katedra Dzīvnieku fizioloģija - buferu sagatavošana
Padomi
- Vēl viens veids, kā izveidot acetāta buferi, ir etiķskābes šķīdumam pievienot nātrija hidroksīdu, līdz tiek sasniegts vēlamais pH. Nātrija hidroksīds ir spēcīga bāze, tāpēc ar to ir bīstamāk strādāt, tāpēc priekšroka jādod iepriekšminētajai procedūrai.
Brīdinājumi
- Etiķis un nātrija acetāts ir acu kairinātāji un viegli ādas kairinātāji. Nenonākt saskarē ar acīm vai ādu.
par autoru
Džons Brenans, kurš atrodas Sandjego, raksta par zinātni un vidi kopš 2006. gada. Viņa raksti ir parādījušies "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" un "East Bay Katru mēnesi. "Brenans ir ieguvis dabaszinātņu bakalauru Kalifornijas Universitātē, Sandjego.
Foto kredīti
burkas attēls no S no Fotolia.com
