Multe reacții importante în chimie și biochimie sunt dependente de pH, ceea ce înseamnă că pH-ul soluției poate juca un rol important în determinarea dacă și cât de repede are loc o reacție. În consecință, soluțiile tampon care ajută la menținerea pH-ului stabil sunt importante pentru desfășurarea multor experimente. Acetat de sodiu este o sare slab bazică și baza conjugată a acidului acetic sau a oțetului. Un amestec de acetat de sodiu și acid acetic face un bun tampon pentru soluții slab acide. Există câteva modalități diferite de a prepara un tampon de acetat, dar o metodă în special este simplă și relativ sigură.
Determinați cât de mult buffer aveți nevoie și ce molaritate aveți nevoie pentru buffer. Molaritatea tamponului este numărul de moli de substanță dizolvată sau substanță dizolvată în solvent, împărțită la volumul total al soluției. Acetat de sodiu se va disocia în ioni de sodiu și ioni de acetat atunci când se dizolvă în apă. În consecință, molaritatea acetatului plus molaritatea acidului acetic este molaritatea totală a tamponului. Molaritatea de care aveți nevoie depinde de tipul de experiment pe care încercați să îl efectuați și va varia în funcție de diferite experimente. Cantitatea de tampon de care aveți nevoie va varia, de asemenea, așa că consultați instructorul sau verificați protocolul pentru a vedea de ce aveți nevoie.
Determinați raportul dintre concentrația de acid acetic și concentrația de acetat folosind ecuația Henderson-Hasselbalch, pH = pKa + log (concentrație de acetat / concentrație de acid acetic). PKa acidului acetic este de 4,77, în timp ce pH-ul de care aveți nevoie va varia în funcție de experimentul dvs. Deoarece știți atât pH-ul, cât și pKa, puteți conecta aceste valori pentru a găsi raportul dintre concentrații. De exemplu, presupunând că aveți nevoie de un pH de 4, puteți scrie ecuația ca 4 = 4,77 + log (acetat / acid acetic) sau -0,77 = log (acetat / acid acetic). Deoarece baza log 10 a lui x = y poate fi rescrisă ca 10 la y = x, acetat / acid acetic = 0,169.
Folosiți raportul dintre concentrații și molaritatea tamponului pentru a găsi molaritatea de care aveți nevoie pentru fiecare substanță chimică. Din moment ce molaritatea acetatului + molaritatea acidului acetic = molaritatea tampon și din moment ce știți raportul dintre acetat și acetic acid de la Pasul 2, puteți înlocui această valoare în ecuația molarității tampon pentru a găsi molaritatea fiecărui component. De exemplu, dacă raportul concentrațiilor este de 0,169, 0,169 = acetat / acid acetic, deci (0,169) x concentrația de acid acetic = concentrația de acetat. Înlocuiți (0,169) x concentrația de acid acetic pentru concentrația de acetat în ecuația molarității tampon și aveți 1,169 x concentrația acidului acetic = molaritatea tampon. Deoarece cunoașteți molaritatea tamponului, puteți rezolva această problemă pentru a găsi concentrația de acid acetic, apoi rezolvați pentru concentrația de acetat.
Calculați cât de mult acid acetic și acetat de sodiu trebuie să adăugați. Amintiți-vă că, atunci când diluați o substanță, M1 x V1 = M2 x V2, ceea ce înseamnă că volumul inițial este mai mare decât molaritatea originală = volumul final de 5 ori molaritatea finală. La pasul 3, ați găsit molaritatea acidului acetic de care aveți nevoie, deci aveți M2. Știți de cât buffer aveți nevoie, deci aveți V2. Știți molaritatea acidului acetic (1 M), deci aveți M1. Puteți utiliza aceste numere pentru a rezolva pentru V1, cantitatea de soluție de acid acetic pe care ar trebui să o adăugați, apoi faceți același lucru pentru acetat de sodiu, care este, de asemenea, o soluție 1 M.
Folosind cilindrul gradat, măsurați volumul de acetat de sodiu calculat la pasul 4 și adăugați-l la pahar. Faceți același lucru și pentru acidul acetic. Acum adăugați suficientă apă pentru a aduce volumul total al soluției până la cantitatea totală de tampon de care aveți nevoie (cantitatea V2 de la pasul 4).
Referințe
- „Principiile chimice, căutarea insight-ului, ediția a IV-a”; Peter Atkins, Loretta Jones; 2008.
- Universitatea de Stat Sonoma: Departamentul de Biologie Fiziologia Animalelor - Pregătirea tampoanelor
sfaturi
- O altă modalitate de a face un tampon acetat este prin adăugarea de hidroxid de sodiu la o soluție de acid acetic până când atingeți pH-ul dorit. Hidroxidul de sodiu este o bază puternică și, prin urmare, este mai periculos de lucrat, totuși, de aceea procedura de mai sus este de preferat.
Avertizări
- Oțetul și acetatul de sodiu sunt iritante pentru ochi și iritante ușoare ale pielii. Nu aduceți nici contactul cu ochii, nici cu pielea.
Despre autor
Cu sediul în San Diego, John Brennan scrie din știință și mediu din 2006. Articolele sale au apărut în „Plenty”, „San Diego Reader”, „Santa Barbara Independent” și „East Bay” Lunar. "Brennan este licențiat în științe în biologie de la Universitatea din California, San Diego.
Credite foto
imagine de borcan de S din Fotolia.com