Wiele ważnych reakcji w chemii i biochemii jest zależnych od pH, co oznacza, że pH roztworu może odgrywać ważną rolę w określaniu, czy i jak szybko zachodzi reakcja. W związku z tym roztwory buforowe, które pomagają utrzymać stabilne pH, są ważne dla prowadzenia wielu eksperymentów. Octan sodu jest słabo zasadową solą i sprzężoną zasadą kwasu octowego lub octu. Mieszanina octanu sodu i kwasu octowego jest dobrym buforem dla słabo kwaśnych roztworów. Istnieje kilka różnych sposobów przygotowania buforu octanowego, ale w szczególności jedna metoda jest prosta i stosunkowo bezpieczna.
Określ, ile buforu potrzebujesz i jakiej molarności potrzebujesz dla swojego buforu. Molarność buforu to liczba moli substancji rozpuszczonej lub substancji rozpuszczonej w rozpuszczalniku podzielona przez całkowitą objętość roztworu. Octan sodu ulegnie dysocjacji na jony sodu i jony octanowe po rozpuszczeniu w wodzie. W konsekwencji molarność octanu plus molarność kwasu octowego jest całkowitą molarnością buforu. Molarność, której potrzebujesz, zależy od rodzaju eksperymentu, który próbujesz przeprowadzić i będzie się różnić w zależności od różnych eksperymentów. Ilość potrzebnego bufora będzie się również różnić, więc skontaktuj się z instruktorem lub sprawdź protokół, aby zobaczyć, czego potrzebujesz.
Wyznacz stosunek stężenia kwasu octowego do stężenia octanu za pomocą równania Hendersona-Hasselbalcha, pH = pKa + log (stężenie octanu/stężenie kwasu octowego). Wartość pKa kwasu octowego wynosi 4,77, podczas gdy potrzebne pH będzie się różnić w zależności od eksperymentu. Ponieważ znasz zarówno pH, jak i pKa, możesz wprowadzić te wartości, aby znaleźć stosunek stężeń. Na przykład, zakładając, że potrzebujesz pH 4, możesz zapisać równanie jako 4 = 4,77 + log (octan/kwas octowy) lub -0,77 = log (octan/kwas octowy). Ponieważ log o podstawie 10 z x = y można przepisać jako 10 na y = x, octan/kwas octowy = 0,169.
Użyj proporcji stężeń i molarności buforu, aby znaleźć potrzebną molarność każdej substancji chemicznej. Ponieważ molarność octanu + molarność kwasu octowego = molarność buforu, a ponieważ znasz stosunek octanu do kwasu octowego kwasu z kroku 2, możesz zastąpić tę wartość równaniem molarności buforu, aby znaleźć molarność każdego składnika. Na przykład, jeśli stosunek stężeń wynosi 0,169, 0,169 = octan/kwas octowy, więc (0,169) x stężenie kwasu octowego = stężenie octanu. Zastąp (0,169) x stężenie kwasu octowego dla stężenia octanu w równaniu na molarność buforu, a otrzymasz 1,169 x stężenie kwasu octowego = molarność buforu. Ponieważ znasz molarność buforu, możesz rozwiązać ten problem, aby znaleźć stężenie kwasu octowego, a następnie rozwiązać problem stężenia octanu.
Oblicz, ile kwasu octowego i octanu sodu musisz dodać. Pamiętaj, że kiedy rozcieńczasz substancję, M1 x V1 = M2 x V2, co oznacza, że pierwotna objętość razy pierwotna molarność = końcowa objętość razy końcowa molarność. W kroku 3 znalazłeś odpowiednią molarność kwasu octowego, więc masz M2. Wiesz, ile bufora potrzebujesz, więc masz V2. Znasz molarność kwasu octowego (1 M), więc masz M1. Możesz użyć tych liczb, aby obliczyć V1, ilość roztworu kwasu octowego, którą powinieneś dodać, a następnie zrób to samo dla octanu sodu, który jest również roztworem 1 M.
Za pomocą cylindra miarowego odmierz objętość octanu sodu obliczoną w kroku 4 i dodaj ją do zlewki. Zrób to samo dla kwasu octowego. Teraz dodaj tyle wody, aby całkowita objętość roztworu wzrosła do całkowitej potrzebnej ilości buforu (ilość V2 z kroku 4).
Bibliografia
- „Zasady chemiczne, poszukiwanie wglądu, wydanie 4”; Peter Atkins, Loretta Jones; 2008.
- Sonoma State University: Wydział Biologii Fizjologii Zwierząt — Przygotowanie buforów
Wskazówki
- Innym sposobem na wytworzenie buforu octanowego jest dodanie wodorotlenku sodu do roztworu kwasu octowego, aż do uzyskania pożądanego pH. Wodorotlenek sodu jest silną zasadą i dlatego jest bardziej niebezpieczna w pracy, więc powyższa procedura jest preferowana.
Ostrzeżenia
- Ocet i octan sodu podrażniają oczy i łagodnie podrażniają skórę. Nie dopuszczać do kontaktu z oczami lub skórą.
o autorze
Mieszkający w San Diego John Brennan od 2006 roku pisze o nauce i środowisku. Jego artykuły ukazywały się w „Plenty”, „San Diego Reader”, „Santa Barbara Independent” i „East Bay”. Co miesiąc.” Brennan uzyskała tytuł licencjata biologii na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego.
Kredyty fotograficzne
obraz słoika autorstwa S z Fotolia.com