Mange viktige reaksjoner i kjemi og biokjemi er pH-avhengige, noe som betyr at pH i løsningen kan spille en viktig rolle for å avgjøre om og hvor raskt en reaksjon finner sted. Følgelig er buffersløsninger som hjelper å holde pH-verdien viktig for å kjøre mange eksperimenter. Sodiumacetate er et svakt basisk salt og den konjugerte basen av eddiksyre, eller eddik. En blanding av natriumacetat og eddiksyre gir en god buffer for svakt sure løsninger. Det finnes noen forskjellige måter å fremstille en acetatbuffer på, men spesielt en metode er grei og relativt sikker.
Bestem hvor mye buffer du trenger og hvilken molaritet du trenger for bufferen. Molariteten til bufferen er antall mol oppløst stoff, eller stoff oppløst i løsningsmiddel, delt på det totale volumet av løsningen. Natriumacetat vil dissosiere seg i natriumioner og acetationer når det oppløses i vann. Følgelig er molariteten til acetatet pluss molariteten til eddiksyren den totale molariteten til bufferen. Molariteten du trenger, avhenger av typen eksperiment du prøver å utføre, og vil variere for forskjellige eksperimenter. Mengden buffer du trenger vil også variere, så sjekk med instruktøren din eller sjekk protokollen for å se hva du trenger.
Bestem forholdet mellom eddiksyrekonsentrasjon og acetatkonsentrasjon ved hjelp av Henderson-Hasselbalch-ligningen, pH = pKa + log (acetatkonsentrasjon / eddiksyrekonsentrasjon). PKa av eddiksyre er 4,77, mens pH du trenger vil variere avhengig av eksperimentet ditt. Siden du vet både pH og pKa, kan du koble disse verdiene inn for å finne forholdet mellom konsentrasjonene. For eksempel, forutsatt at du trenger en pH på 4, kan du skrive ligningen som 4 = 4,77 + log (acetat / eddiksyre) eller -0,77 = log (acetat / eddiksyre). Siden loggbase 10 av x = y kan skrives om til 10 til y = x, acetat / eddiksyre = 0,169.
Bruk forholdet mellom konsentrasjonene og buffermolariteten for å finne molariteten du trenger for hvert kjemikalie. Siden molaritet av acetat + molaritet av eddiksyre = buffer molaritet, og siden du vet forholdet mellom acetat og eddik syre fra trinn 2, kan du erstatte denne verdien i buffermolaritetsligningen for å finne molariteten til hver komponent. For eksempel, hvis forholdet mellom konsentrasjonene er 0,169, 0,169 = acetat / eddiksyre, så (0,169) x eddiksyrekonsentrasjon = acetatkonsentrasjon. Erstatt (0,169) x eddiksyrekonsentrasjon for acetatkonsentrasjon i buffermolaritetsligningen, og du har 1,169 x eddiksyrekonsentrasjon = buffermolaritet. Siden du kjenner buffermolariteten, kan du løse dette problemet for å finne eddiksyrekonsentrasjon, og deretter løse for acetatkonsentrasjon.
Beregn hvor mye eddiksyre og natriumacetat du trenger å tilsette. Husk at når du fortyner et stoff, M1 x V1 = M2 x V2, noe som betyr at det opprinnelige volumet ganger den opprinnelige molariteten = det endelige volumet ganger den endelige molariteten. I trinn 3 fant du molariteten til eddiksyre du trenger, så du har M2. Du vet hvor mye buffer du trenger, så du har V2. Du kjenner molariteten til eddiksyre (1 M), så du har M1. Du kan bruke disse tallene til å løse V1, mengden eddiksyreoppløsning du skal legge til, og gjør det samme for natriumacetatet, som også er en 1 M løsning.
Bruk den graduerte sylinderen til å måle volumet av natriumacetat du beregnet i trinn 4 og legge det til begeret. Gjør det samme for eddiksyre. Tilsett nå nok vann for å bringe det totale volumet av løsningen opp til den totale buffermengden du trenger (V2-mengden fra trinn 4).
Referanser
- "Chemical Principles, the Quest for Insight, 4th Edition"; Peter Atkins, Loretta Jones; 2008.
- Sonoma State University: Institutt for biologi Dyrefysiologi - Klargjøring av buffere
Tips
- En annen måte å lage en acetatbuffer på er å tilsette natriumhydroksid til en eddiksyreoppløsning til du når ønsket pH. Natriumhydroksid er en sterk base og derfor farligere å jobbe med, men fremgangsmåten ovenfor er å foretrekke.
Advarsler
- Eddik og natriumacetat er øyeirriterende og milde hudirriterende. Ikke ta kontakt med øyne eller hud.
om forfatteren
John Brennan har base i San Diego og har skrevet om vitenskap og miljø siden 2006. Artiklene hans har dukket opp i "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" og "East Bay Månedlig. "Brennan har en Bachelor of Science i biologi fra University of California, San Diego.
Fotokreditter
jar image av S fra Fotolia.com