Številne pomembne reakcije v kemiji in biokemiji so odvisne od pH, kar pomeni, da lahko pH raztopine igra pomembno vlogo pri določanju, ali in kako hitro pride do reakcije. Zato so za izvajanje številnih poskusov pomembne raztopine puferjev, ki pomagajo ohranjati pH stabilno. Natrijev acetat je šibko bazična sol in konjugirana baza ocetne kisline ali kisa. Mešanica natrijevega acetata in ocetne kisline je dober pufer za šibko kisle raztopine. Obstaja nekaj različnih načinov za pripravo acetatnega pufra, vendar je ena metoda preprosta in razmeroma varna.
Določite, koliko pufra potrebujete in kakšno molarnost potrebujete za svoj pufer. Molarnost pufra je število molov topljene snovi ali snovi, raztopljene v topilu, deljeno s skupno prostornino raztopine. Natrijev acetat se bo raztapljal na natrijeve ione in acetatne ione, ko se raztopi v vodi. Posledično je molarnost acetata in molarnost ocetne kisline skupna molarnost pufra. Molarnost, ki jo boste potrebovali, je odvisna od vrste poskusa, ki ga poskušate izvesti, in se pri različnih poskusih razlikuje. Količina medpomnilnika, ki jo potrebujete, se bo prav tako razlikovala, zato se posvetujte s svojim inštruktorjem ali preverite protokol, da vidite, kaj potrebujete.
Določite razmerje med koncentracijo ocetne kisline in koncentracijo acetata z uporabo Henderson-Hasselbalchove enačbe, pH = pKa + log (koncentracija acetata / koncentracija ocetne kisline). PKa ocetne kisline je 4,77, medtem ko se pH, ki ga potrebujete, razlikuje glede na vaš eksperiment. Ker poznate tako pH kot pKa, lahko te vrednosti priključite, da poiščete razmerje koncentracij. Na primer, če predpostavimo, da potrebujete pH 4, lahko enačbo zapišete kot 4 = 4,77 + log (acetat / ocetna kislina) ali -0,77 = log (acetat / ocetna kislina). Ker lahko log bazo 10 x = y prepišemo kot 10 na y = x, je acetat / ocetna kislina = 0,169.
Z razmerjem koncentracij in molarnostjo pufra poiščite molarnost, ki jo potrebujete za posamezno kemikalijo. Ker je molarnost acetata + molarnost ocetne kisline = puferska molarnost in ker poznate razmerje med acetatom in ocetom kisline iz 2. koraka, lahko to vrednost nadomestite v enačbo molarnosti medpomnilnika, da poiščete molarnost vsake komponente. Če je na primer razmerje koncentracij 0,169, 0,169 = acetat / ocetna kislina, torej (0,169) x koncentracija ocetne kisline = koncentracija acetata. V enačbi molarnosti pufra nadomestite (0,169) x koncentracijo ocetne kisline za koncentracijo acetata in dobite 1,169 x koncentracije ocetne kisline = molarnost pufra. Ker poznate molarnost pufra, lahko to težavo rešite tako, da poiščete koncentracijo ocetne kisline, nato pa določite koncentracijo acetata.
Izračunajte, koliko ocetne kisline in natrijevega acetata morate dodati. Ne pozabite, da pri redčenju snovi M1 x V1 = M2 x V2, kar pomeni, da je prvotna prostornina pomnožena s prvotno molarnostjo = končna prostornina pomnožena s končno molarnostjo. V 3. koraku ste našli molarnost ocetne kisline, ki jo potrebujete, tako da imate M2. Veste, koliko vmesnika potrebujete, zato imate V2. Poznate molarnost ocetne kisline (1 M), zato imate M1. Te številke lahko uporabite za rešitev za V1, količino raztopine ocetne kisline, ki jo morate dodati, nato pa enako za natrijev acetat, ki je prav tako 1 M raztopina.
Z graduirano jeklenko izmerite količino natrijevega acetata, ki ste jo izračunali v 4. koraku, in jo dodajte v čašo. Naredite enako za ocetno kislino. Zdaj dodajte toliko vode, da dosežete celotno količino raztopine do celotne količine pufra, ki jo potrebujete (količina V2 iz 4. koraka).
Reference
- "Kemijska načela, iskanje vpogleda, 4. izdaja"; Peter Atkins, Loretta Jones; 2008.
- Sonoma State University: Oddelek za biologijo Fiziologija živali - priprava odbojnikov
Nasveti
- Drug način za izdelavo acetatnega pufra je dodajanje natrijevega hidroksida raztopini ocetne kisline, dokler ne dosežete želenega pH. Natrijev hidroksid je močna baza in je zato nevarnejši za delo, zato je zgornji postopek bolj zaželen.
Opozorila
- Kis in natrijev acetat draži oči in blago draži kožo. Ne dotikajte se oči ali kože.
O avtorju
John Brennan s sedežem v San Diegu že od leta 2006 piše o znanosti in okolju. Njegovi članki so bili objavljeni v "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" in "East Bay Mesečno. "Brennan je diplomirala iz biologije na Kalifornijski univerzi v San Diegu.
Foto krediti
slika kozarca S iz Fotolia.com