Mnoho dôležitých reakcií v chémii a biochémii závisí od pH, čo znamená, že pH roztoku môže hrať dôležitú úlohu pri určovaní toho, či a ako rýchlo dôjde k reakcii. Preto sú pre uskutočnenie mnohých experimentov dôležité roztoky pufrov, ktoré pomáhajú udržiavať stabilné pH. Octan sodný je slabo zásaditá soľ a konjugovaný základ kyseliny octovej alebo octu. Zmes octanu sodného a kyseliny octovej je dobrým tlmivým roztokom pre slabo kyslé roztoky. Existuje niekoľko rôznych spôsobov prípravy acetátového pufra, ale najmä jedna metóda je priama a relatívne bezpečná.
Určte, koľko tlmivého roztoku potrebujete a akú molaritu potrebujete pre svoj tlmivý roztok. Molárnosť tlmivého roztoku je počet mólov rozpustenej látky alebo látky rozpustenej v rozpúšťadle vydelený celkovým objemom roztoku. Po rozpustení vo vode sa octan sodný disociuje na ióny sodné a octanové ióny. Z toho vyplýva, že molarita acetátu plus molarita kyseliny octovej predstavuje celkovú molaritu tlmivého roztoku. Molarita, ktorú budete potrebovať, závisí od typu experimentu, ktorý sa pokúšate vykonať, a bude sa líšiť pre rôzne experimenty. Potrebné množstvo vyrovnávacej pamäte sa tiež bude líšiť, preto sa obráťte na svojho inštruktora alebo na protokol, aby ste zistili, čo potrebujete.
Pomer koncentrácie kyseliny octovej k koncentrácii octanu sa stanoví pomocou Hendersonovej-Hasselbalchovej rovnice, pH = pKa + log (koncentrácia octanu / kyselina octová). Hodnota pKa kyseliny octovej je 4,77, zatiaľ čo požadované pH sa bude líšiť v závislosti od vášho experimentu. Pretože poznáte pH aj pKa, môžete tieto hodnoty zapojiť a zistiť pomer koncentrácií. Napríklad za predpokladu, že potrebujete pH 4, môžete rovnicu napísať ako 4 = 4,77 + log (octan / kyselina octová) alebo -0,77 = log (acetát / kyselina octová). Pretože logaritmická báza 10 x = y sa dá prepísať ako 10 na y = x, acetát / kyselina octová = 0,169.
Použite pomer koncentrácií a molaritu tlmivého roztoku na zistenie požadovanej molarity pre každú chemikáliu. Pretože molarita acetátu + molarita kyseliny octovej = molarita tlmivého roztoku, a keďže poznáte pomer acetátu k octovej kyselina z kroku 2, môžete túto hodnotu nahradiť do rovnice molarity pufra, aby ste našli molaritu každej zložky. Napríklad, ak je pomer koncentrácií 0,169, 0,169 = octan / kyselina octová, tak (0,169) x koncentrácia kyseliny octovej = koncentrácia acetátu. Nahraďte (0,169) x koncentráciu kyseliny octovej za koncentráciu acetátu v rovnici molarity pufra a máte 1,169 x koncentrácia kyseliny octovej = molarita pufra. Pretože poznáte molaritu tlmivého roztoku, môžete tento problém vyriešiť tak, že zistíte koncentráciu kyseliny octovej, a potom vyriešiť koncentráciu octanu.
Vypočítajte, koľko kyseliny octovej a octanu sodného musíte pridať. Pamätajte, že keď riedite látku, M1 x V1 = M2 x V2, čo znamená, že pôvodný objem krát pôvodná molarita = konečný objem krát konečná molarita. V kroku 3 ste našli molaritu kyseliny octovej, ktorú potrebujete, takže máte M2. Viete, koľko vyrovnávacej pamäte potrebujete, takže máte V2. Poznáte molaritu kyseliny octovej (1 M), takže máte M1. Tieto čísla môžete použiť na riešenie pre V1, množstvo roztoku kyseliny octovej, ktoré by ste mali pridať, a potom to isté pre octan sodný, ktorý je tiež 1M roztokom.
Pomocou odmerného valca odmerajte objem octanu sodného, ktorý ste vypočítali v kroku 4, a pridajte ho do kadičky. To isté urobte s kyselinou octovou. Teraz pridajte toľko vody, aby sa celkový objem roztoku zvýšil na celkové potrebné množstvo tlmivého roztoku (množstvo V2 z kroku 4).
Referencie
- „Chemical Principles, the Quest for Insight, 4th Edition“; Peter Atkins, Loretta Jones; 2008.
- Štátna univerzita v Sonoma: Katedra biológie Fyziológia živočíchov - Príprava nárazníkov
Tipy
- Ďalším spôsobom, ako pripraviť acetátový pufer, je pridanie hydroxidu sodného k roztoku kyseliny octovej, kým nedosiahnete požadované pH. Hydroxid sodný je silná zásada, a preto je nebezpečnejšie s ním pracovať, preto je vhodnejší vyššie uvedený postup.
Varovania
- Ocot a octan sodný sú dráždivé pre oči a mierne dráždivé pre pokožku. Nedotýkajte sa očí a pokožky.
O autorovi
John Brennan so sídlom v San Diegu píše od roku 2006 o vede a životnom prostredí. Jeho články sa objavili v publikáciách „Plenty“, „San Diego Reader“, „Santa Barbara Independent“ a „East Bay Mesačne. “Brennanová získala titul bakalára prírodných vied na Kalifornskej univerzite v San Diegu.
Fotoúvery
jar obrázok od S z Fotolia.com