Sådan fremstilles acetatbuffere

Mange vigtige reaktioner inden for kemi og biokemi er pH-afhængige, hvilket betyder, at opløsningens pH kan spille en vigtig rolle ved at bestemme om og hvor hurtigt en reaktion finder sted. Derfor buffere --- løsninger, der hjælper med at holde pH stabilt --- er vigtige for at køre mange eksperimenter. Natriumacetat er et svagt basisk salt og den konjugerede base af eddikesyre eller eddike. En blanding af natriumacetat og eddikesyre gør en god buffer til svagt sure opløsninger. Der findes et par forskellige måder at forberede en acetatbuffer på, men en metode er især ligetil og relativt sikker.

Bestem, hvor meget buffer du har brug for, og hvilken molaritet du har brug for til din buffer. Molariteten af ​​bufferen er antallet af mol opløst stof eller stof opløst i opløsningsmiddel divideret med opløsningens totale volumen. Natriumacetat vil dissociere i natriumioner og acetationer, når det opløses i vand. Følgelig er molariteten af ​​acetatet plus molariteten af ​​eddikesyren den samlede molaritet af bufferen. Den manglende afhængighed afhænger af det slags eksperiment, du forsøger at udføre, og vil variere for forskellige eksperimenter. Mængden af ​​buffer du har brug for vil også variere, så tjek med din instruktør eller kontroller protokollen for at se, hvad du har brug for.

Bestem forholdet mellem eddikesyre koncentration og acetat koncentration ved hjælp af Henderson-Hasselbalch ligningen, pH = pKa + log (acetatkoncentration /eddikesyre koncentration). PKa-eddikesyren er 4,77, mens pH-værdien du har brug for, vil variere afhængigt af dit eksperiment. Da du ved både pH og pKa, kan du tilslutte disse værdier for at finde forholdet mellem koncentrationerne. Hvis du for eksempel antager at du har brug for en pH på 4, kan du skrive ligningen som 4 = 4,77 + log (acetat /eddikesyre) eller -0,77 = log (acetat /eddikesyre). Da logbase 10 af x = y kan omskrives som 10 til y = x, acetat /eddikesyre = 0,199.

Brug forholdet mellem koncentrationerne og buffermolariteten for at finde den ønskede molaritet for hver kemisk. Eftersom molariteten af ​​acetat + molaritet af eddikesyre = buffermolaritet, og da du kender forholdet mellem acetat og eddikesyre fra trin 2, kan du erstatte denne værdi i buffermolaritetsligningen for at finde molariteten af ​​hver komponent. For eksempel, hvis forholdet mellem koncentrationerne er 0,199, 0,199 = acetat /eddikesyre, så (0,169) x eddikesyrekoncentration = acetatkoncentration. Erstatning (0,169) x eddikesyrekoncentration for acetatkoncentration i buffer-molaritetsligningen, og du har 1,169 x eddikesyrekoncentration = buffermolaritet. Da du kender buffermolariteten, kan du løse dette problem for at finde eddikesyrekoncentration og derefter løse for acetatkoncentration.

Beregn hvor meget eddikesyre og natriumacetat du skal tilføje. Husk at når du fortynder et stof, M1 x V1 = M2 x V2, hvilket betyder at det oprindelige volumen gange den oprindelige molaritet = det endelige volumen gange den endelige molaritet. I trin 3 fandt du molariteten af ​​eddikesyre, som du har brug for, så du har M2. Du ved, hvor meget buffer du har brug for, så du har V2. Du kender molariteten af ​​eddikesyren (1 M), så du har M1. Du kan bruge disse tal til at løse for V1, mængden af ​​eddikesyreopløsning du skal tilføje, så gør det samme for natriumacetatet, som også er en 1 M opløsning.

Brug den graduerede cylinder, måle ud mængden af ​​natriumacetat beregnet i trin 4 og tilsæt det til bægeret. Gør det samme for eddikesyren. Nu skal du tilføje nok vand til at bringe det samlede volumen af ​​opløsningen op til det samlede bufferbeløb, du har brug for (V2-mængden fra Trin 4).

Rør eller forsigtigt op om opløsningen for at sikre, at den er blandet godt. Test pH med din pH-meter for at sikre, at du har den rigtige pH for dit eksperiment.

Tip

En anden måde at lave en acetatbuffer på er ved at tilsætte natriumhydroxid til en eddikesyreopløsning, indtil du nå den ønskede pH. Natriumhydroxid er en stærk base og derfor mere farlig at arbejde med, men den ovennævnte procedure er at foretrække.

Advarsel

Eddike og natriumacetat er øjenirriterende og milde hudirriterende. Må ikke bringes i kontakt med øjne eller hud.