Багато важливих реакцій у хімії та біохімії залежать від рН, це означає, що рН розчину може відігравати важливу роль у визначенні того, як швидко і як швидко відбувається реакція. Отже, буферні розчини, які допомагають підтримувати рН стабільним, є важливими для проведення багатьох експериментів. Ацетат натрію - це слабоосновна сіль і кон’югована основа оцтової кислоти або оцту. Суміш ацетату натрію та оцтової кислоти робить хороший буфер для слабокислих розчинів. Існує кілька різних способів приготування ацетатного буфера, але один із методів, зокрема, є простим і відносно безпечним.
Визначте, скільки буфера вам потрібно і яка молярність вам потрібна для вашого буфера. Молярність буфера - це кількість молей розчиненої речовини або речовини, розчиненої у розчиннику, поділена на загальний об’єм розчину. Ацетат натрію дисоціює на іони натрію та ацетат-іони, коли він розчиняється у воді. Отже, молярність ацетату плюс молярність оцтової кислоти є загальною молярністю буфера. Молярність, яка вам знадобиться, залежить від типу експерименту, який ви намагаєтеся виконати, і буде різною для різних експериментів. Кількість потрібного вам буфера також буде різною, тому зверніться до свого інструктора або перевірте протокол, щоб побачити, що вам потрібно.
Визначте відношення концентрації оцтової кислоти до концентрації ацетату, використовуючи рівняння Хендерсона-Хассельбальха, рН = pKa + log (концентрація ацетату / концентрація оцтової кислоти). РКа оцтової кислоти становить 4,77, тоді як потрібний рН буде змінюватися залежно від експерименту. Оскільки ви знаєте і рН, і рКа, ви можете підключити ці значення, щоб знайти співвідношення концентрацій. Наприклад, припускаючи, що вам потрібен рН 4, ви можете написати рівняння як 4 = 4,77 + log (ацетат / оцтова кислота) або -0,77 = log (ацетат / оцтова кислота). Оскільки log log 10 x = y можна переписати як 10 на y = x, ацетат / оцтова кислота = 0,169.
Використовуйте співвідношення концентрацій та молярність буфера, щоб знайти необхідну молярність кожної хімічної речовини. Оскільки молярність ацетату + молярність оцтової кислоти = буферна молярність, а оскільки ви знаєте відношення ацетату до оцтової кислоти з етапу 2, ви можете замінити це значення в рівняння буферної молярності, щоб знайти молярність кожного компонента. Наприклад, якщо співвідношення концентрацій становить 0,169, 0,169 = ацетат / оцтова кислота, отже (0,169) х концентрація оцтової кислоти = концентрація ацетату. Замініть (0,169) х концентрацію оцтової кислоти на концентрацію ацетату в рівнянні молярності буфера, і ви отримаєте 1,169 х концентрацію оцтової кислоти = молярність буфера. Оскільки ви знаєте молярність буфера, ви можете вирішити цю проблему, щоб знайти концентрацію оцтової кислоти, а потім вирішити для концентрації ацетату.
Обчисліть, скільки оцтової кислоти та ацетату натрію потрібно додати. Пам'ятайте, що коли ви розбавляєте речовину, M1 x V1 = M2 x V2, тобто початковий об'єм помножений на початкову молярність = кінцевий об'єм помножений на кінцеву молярність. На кроці 3 ви виявили необхідну вам молярність оцтової кислоти, тож у вас є М2. Ви знаєте, скільки вам потрібно буфера, тому у вас є V2. Ви знаєте молярність оцтової кислоти (1 М), тому у вас є М1. Ви можете використовувати ці цифри для визначення V1, кількості розчину оцтової кислоти, яку слід додати, а потім зробіть те ж саме для ацетату натрію, який також є 1 М розчином.
За допомогою градуйованого балона відміряйте об’єм ацетату натрію, який ви розрахували на кроці 4, і додайте його в мензурку. Зробіть те саме для оцтової кислоти. Тепер додайте достатньої кількості води, щоб довести загальний об’єм розчину до загальної необхідної кількості буфера (кількість V2 з кроку 4).
Список літератури
- "Хімічні принципи, пошуки розуміння, 4-е видання"; Пітер Аткінс, Лоретта Джонс; 2008.
- Державний університет Сонома: Кафедра біології Фізіологія тварин - Приготування буферів
Поради
- Інший спосіб зробити ацетатний буфер - це додавання гідроксиду натрію до розчину оцтової кислоти до досягнення необхідного значення pH. Гідроксид натрію є сильною основою і, отже, більш небезпечний для роботи, проте вищевказана процедура є кращою.
Попередження
- Оцет та ацетат натрію є подразниками очей та м’якими подразниками шкіри. Не торкайтесь ні очей, ні шкіри.
Про автора
Джон Бреннан, який базується в Сан-Дієго, пише про науку та навколишнє середовище з 2006 року. Його статті з'явилися в "Багато", "Сан-Дієго", "Санта-Барбара Індепендент" та "Іст-Бей" Щомісяця ". Бреннан має ступінь бакалавра біології з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго.
Фото кредити
баночка зображення від S з Fotolia.com