Basit Bir Fosfat Tamponu Yapma Kılavuzu

Kimyada, tamponçözüm bir çözeltiye az miktarda asit veya baz verildiğinde kararlı bir pH'ın korunmasına hizmet eder. Bir fosfat tampon çözeltisi, pH değişikliklerine özellikle duyarlı olan biyolojik uygulamalar için özellikle yararlıdır, çünkü üç pH seviyesinin herhangi birine yakın bir çözelti hazırlamak mümkündür.

Fosforik asit için üç pKa değeri ( CRC Kimya ve Fizik El Kitabı) 2,16, 7,21 ve 12,32'dir. Monosodyum fosfat ve bunun konjugat bazı, disodyum fosfat, burada gösterildiği gibi biyolojik uygulamalar için genellikle 7 civarında pH değerleri tamponları üretmek için kullanılır.

• Not: PKa'nın kesin bir değere kolayca ölçülmediğini unutmayın. Literatürde farklı kaynaklardan biraz farklı değerler bulunabilir.

Bu tamponu yapmak, TAE ve TBE tamponları yapmaktan biraz daha karmaşıktır, ancak işlem zor değildir ve sadece yaklaşık 10 dakika sürmelidir.

Fosfat tamponunuzu yapmak için aşağıdaki malzemelere ihtiyacınız olacak:

• Monosodyum fosfat
• Disodyum fosfat.
• Fosforik asit veya sodyum hidroksit (NaOH)
instagram viewer
• pH metre ve prob
• Hacimsel şişesi
• Dereceli silindirler
• Beher
• Karıştırma çubukları
• Ocak gözünün karıştırılması

Bir tampon yapmadan önce, hangi molariteyi istediğinizi, hangi hacmi yapacağınızı ve istenen pH'ın ne olduğunu bilmelisiniz. Çoğu tampon, en iyi 0.1 M ile 10 M arasındaki konsantrasyonlarda çalışır. PH, asit / konjugat baz pKa'nın 1 pH birimi içinde olmalıdır. Basit olması için, bu örnek hesaplaması 1 litre tampon oluşturur.

İstenen pH değerinde bir tampon yapmak için hangi asit / baz oranının gerekli olduğunu belirlemek için Henderson-Hasselbalch (HH) denklemini (aşağıda) kullanın. İstediğiniz pH değerine en yakın pKa değerini kullanın; oran, bu pKa'ya karşılık gelen asit-baz konjugat çiftini belirtir.

HH Denklemi: pH = pKa + log ([Baz] / [Asit])

PH 6.9'luk bir tampon için [Baz] / [Asit] = 0.4898

[Asit] yerine koyun ve [Baz] yerine çözün

Tamponun istenen molaritesi [Asit] + [Baz] 'ın toplamıdır.

1 M tampon için [Baz] + [Asit] = 1 ve [Baz] = 1 - [Asit]

Bunu oran denklemi ile değiştirerek, 2. adımdan şunları elde edersiniz:

[Asit] = 0.6712 mol / L

[Asit] için çözün

[Base] = 1 - [Acid] denklemini kullanarak şunu hesaplayabilirsiniz:

[Baz] = 0.3288 mol / L

Kullandıktan sonra Henderson-Hasselbalch Tamponunuz için gerekli asit / baz oranını hesaplamak için denklemi, doğru miktarda monosodyum fosfat ve disodyum fosfat kullanarak 1 litre çözeltinin hemen altında hazırlayın.

Tampon için doğru pH'a ulaşıldığını doğrulamak için bir pH probu kullanın. Fosforik asit veya sodyum hidroksit (NaOH) kullanarak hafifçe ayarlayın.

İstenen pH değerine ulaşıldığında, tampon hacmini 1 litreye getirin. Sonra tamponu istediğiniz şekilde seyreltin. Aynı tampon 0,5 M, 0,1 M, 0,05 M veya aralarındaki herhangi bir tamponu oluşturmak için seyreltilebilir.

Güney Afrika Natal Üniversitesi Biyokimya Bölümü Clive Dennison tarafından tarif edildiği gibi bir fosfat tamponunun nasıl hesaplanabileceğinin iki örneği.

Gereksinim, 0.1 M Na-fosfat tamponu, pH 7.6'dır.

Henderson-Hasselbalch denkleminde pH = pKa + log ([tuz] / [asit]), tuz Na2HPO4 ve asit NaHzPO4'tür. Bir tampon, [tuz] = [asit] olduğu nokta olan pKa'sında en etkilidir. Denklemden, eğer [tuz]> [asit] ise, pH'ın pKa'dan daha yüksek olacağı ve [tuz]

NaH2P04 + NaOH - + Na2HP04 + H20.

Çözelti doğru pH değerine titre edildikten sonra seyreltilebilir (en azından küçük bir miktar böylece ideal davranıştan sapma küçük olur) molarity. HH denklemi, mutlak konsantrasyonlarından ziyade tuzun aside oranının pH'ı belirlediğini belirtir. Bunu not et:

• Bu reaksiyonda, tek yan ürün sudur.
• Tamponun molaritesi, tartılan asit kütlesi, NaH2P04 ve çözeltinin yapıldığı son hacim ile belirlenir. (Bu örnek için, son çözeltinin litresi başına 15.60 g dihidrat gerekecektir.)
• NaOH konsantrasyonu endişe vermez, bu nedenle herhangi bir keyfi konsantrasyon kullanılabilir. Elbette, mevcut hacimde gerekli pH değişikliğini gerçekleştirecek kadar konsantre olmalıdır.
• Reaksiyon, sadece basit bir molarite hesaplaması ve tek bir tartımın gerekli olduğunu ima eder: sadece bir çözelti hazırlanmalı ve tartılan malzemenin tamamı tamponda kullanılıyor - yani, atık.

"Tuz" un (Na2HPO4) ilk etapta tartılmasının doğru olmadığına dikkat edin, çünkü bu istenmeyen bir yan ürün verir. Bir tuz çözeltisi oluşursa, pH'ı pKa'nın üzerinde olacaktır ve pH'ı düşürmek için bir asitle titrasyon gerektirir. HC1 kullanılırsa, reaksiyon şöyle olacaktır:

Na2HPO4 + HC1 - + NaH2PO4 + NaC1,

tamponda istenmeyen belirsiz bir konsantrasyonda NaC1 verir. Bazen - örneğin, bir iyon değişim iyonik-kuvvetli gradyan elüsyonunda - örneğin tamponun üzerine yerleştirilmiş bir [NaC1] gradyanının olması gerekir. Daha sonra, gradyan jeneratörünün iki odası için iki tampon gereklidir: başlangıç ​​tamponu (yani, NaC1 eklenmeden dengeleme tamponu veya başlangıç ​​konsantrasyonu NaC1) ve başlangıç ​​tamponu ile aynı olan fakat ilave olarak NaC1'in bitirme konsantrasyonunu içeren bitirme tamponu. Son işlem tamponunu oluştururken, ortak iyon etkileri (sodyum iyonuna bağlı olarak) dikkate alınmalıdır.

Biyokimyasal Eğitim dergisinde belirtildiği gibi örnek16(4), 1988.

Gereksinim, 1.0 M NaCl içeren iyonik mukavemetli gradyan bitirme tamponu, 0.1 M Na-fosfat tamponu, pH 7.6.

Bu durumda, NaC1 tartılır ve NaHEP04 ile birlikte yapılır; ortak iyon etkileri titrasyonda hesaba katılır ve böylece karmaşık hesaplamalardan kaçınılır. 1 litre tampon için, NaH2P04.2H20 (15.60 g) ve NaC1 (58.44 g), yaklaşık 950 ml damıtılmış H20 içerisinde çözündürülür, oldukça konsantre bir NaOH çözeltisi (ancak keyfi konsantrasyonda) ile pH 7.6'ya titre edildi ve 1'e kadar yapıldı litre.

Biyokimyasal Eğitim dergisinde belirtildiği gibi örnek16(4), 1988.