Многие важные реакции в химии и биохимии зависят от pH, а это означает, что pH раствора может играть важную роль в определении того, протекает ли реакция и как быстро. Следовательно, буферные растворы, которые помогают поддерживать стабильный pH, важны для проведения многих экспериментов. Ацетат натрия - это слабоосновная соль и основание, сопряженное с уксусной кислотой или уксусом. Смесь ацетата натрия и уксусной кислоты является хорошим буфером для слабокислых растворов. Существует несколько различных способов приготовления ацетатного буфера, но, в частности, один из них является простым и относительно безопасным.
Определите, сколько буфера вам нужно и какая молярность вам нужна для вашего буфера. Молярность буфера - это количество молей растворенного вещества или вещества, растворенного в растворителе, деленное на общий объем раствора. Ацетат натрия распадается на ионы натрия и ионы ацетата при растворении в воде. Следовательно, молярность ацетата плюс молярность уксусной кислоты составляет общую молярность буфера. Необходимая молярность зависит от типа эксперимента, который вы пытаетесь провести, и будет варьироваться для разных экспериментов. Количество необходимого буфера также может быть разным, поэтому проконсультируйтесь со своим инструктором или проверьте протокол, чтобы узнать, что вам нужно.
Определите отношение концентрации уксусной кислоты к концентрации ацетата, используя уравнение Хендерсона-Хассельбаха, pH = pKa + log (концентрация ацетата / концентрация уксусной кислоты). PKa уксусной кислоты составляет 4,77, а необходимый вам pH будет варьироваться в зависимости от вашего эксперимента. Поскольку вы знаете и pH, и pKa, вы можете подставить эти значения, чтобы найти соотношение концентраций. Например, предполагая, что вам нужен pH 4, вы можете записать уравнение как 4 = 4,77 + log (ацетат / уксусная кислота) или -0,77 = log (ацетат / уксусная кислота). Поскольку логарифм по основанию 10 x = y можно переписать как 10 в y = x, ацетат / уксусная кислота = 0,169.
Используйте соотношение концентраций и молярность буфера, чтобы найти нужную молярность каждого химического вещества. Поскольку молярность ацетата + молярность уксусной кислоты = молярность буфера, и поскольку вы знаете отношение ацетата к уксусной кислоты из шага 2, вы можете подставить это значение в уравнение молярности буфера, чтобы найти молярность каждого компонента. Например, если соотношение концентраций составляет 0,169, 0,169 = ацетат / уксусная кислота, поэтому (0,169) x концентрация уксусной кислоты = концентрация ацетата. Замените (0,169) x концентрацию уксусной кислоты на концентрацию ацетата в уравнении молярности буфера, и вы получите 1,169 x концентрация уксусной кислоты = молярность буфера. Поскольку вам известна молярность буфера, вы можете решить эту проблему, чтобы найти концентрацию уксусной кислоты, а затем решить ее для концентрации ацетата.
Подсчитайте, сколько нужно добавить уксусной кислоты и ацетата натрия. Помните, что когда вы разбавляете вещество, M1 x V1 = M2 x V2, что означает, что исходный объем, умноженный на исходную молярность, = конечный объем, умноженный на конечную молярность. На шаге 3 вы определили молярность уксусной кислоты, которая вам нужна, так что у вас есть M2. Вы знаете, сколько буфера вам нужно, поэтому у вас V2. Вы знаете молярность уксусной кислоты (1 M), значит, у вас есть M1. Вы можете использовать эти числа, чтобы найти V1, количество раствора уксусной кислоты, которое вы должны добавить, а затем проделайте то же самое с ацетатом натрия, который также является 1 М раствором.
Используя мерный цилиндр, отмерьте объем ацетата натрия, рассчитанный на шаге 4, и добавьте его в стакан. Сделайте то же самое с уксусной кислотой. Теперь добавьте достаточно воды, чтобы довести общий объем раствора до необходимого вам общего количества буфера (количество V2 из шага 4).
Рекомендации
- «Химические принципы, поиски понимания, 4-е издание»; Питер Аткинс, Лоретта Джонс; 2008.
- Государственный университет Сономы: кафедра биологии физиологии животных - приготовление буферов
Советы
- Другой способ приготовления ацетатного буфера - это добавление гидроксида натрия к раствору уксусной кислоты до достижения желаемого значения pH. Гидроксид натрия - сильное основание, и поэтому работать с ним более опасно, поэтому описанная выше процедура предпочтительнее.
Предупреждения
- Уксус и ацетат натрия раздражают глаза и слегка раздражают кожу. Не допускайте попадания в глаза или на кожу.
об авторе
Джон Бреннан из Сан-Диего пишет о науке и окружающей среде с 2006 года. Его статьи публиковались в «Plenty», «San Diego Reader», «Santa Barbara Independent» и «East Bay». Ежемесячно ». Бреннан имеет степень бакалавра наук в области биологии Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Фото Кредиты
jar изображение от S из Fotolia.com