Mastering Buffer Solutions:Trin-for-trin guide til stabile pH-miljøer

Af  Carla Boulianne Opdateret 24. marts 2022

Bufferopløsninger modstår ændringer i pH, fordi de indeholder svage syre-base-konjugater, der neutraliserer H+ og OH-ioner. Bufferopløsninger består af svage syrer eller baser og saltet af denne syre eller base. Valg af et passende buffersystem afhænger af pH-området for buffering. De fleste biologiske reaktioner forekommer ved et pH-område på 6 til 8. Fosfatbuffere buffer over pH-området på 6,5 til 7,5. Carboxylsyrebuffere er anvendelige fra pH 3 til 6. Boratbuffere fungerer fra pH 8,5 til 10. Aminosyrebuffere, såsom glycin og histidin, fungerer over en mangfoldighed af pH-områder. Tris buffer er et af de mest brugte buffersystemer i biologiske laboratorier. Beregninger for en Tris bufferopløsning vil blive brugt i det følgende eksempel, men metoden gælder for enhver bufferopløsning.

Trin 1

Brug produktet af den endelige opløsnings molaritet og volumen til at bestemme det nødvendige antal mol base. For eksempel, hvis 2 liter af en 0,1 M opløsning af Tris-buffer er nødvendig, så er antallet af påkrævede mol Tris:

0,1 mol/liter x 2 liter =0,2 mol Tris-base

Trin 2

Beregn den nødvendige buffermasse ved at gange antallet af nødvendige mol med basens molekylvægt. For eksempel er massen af 0,2 mol Tris-base lig med:

0,2 mol Tris x 121,1 g/mol Tris =24,22 g Tris

Trin 3

Mål den passende basemasse på en skala.

Trin 4

Opløs basen i destilleret vand ved hjælp af en magnetisk omrørerstang og omrørende varmeplade. Opløs det i en mængde vand, der kun er lidt mindre end den endelige opløsningsvolumen (950 til 975 ml for hver liter endelig opløsning). Tris-bufferens pH ændres med koncentrationen og skal justeres, hvis der anvendes et for lille initialvolumen. Det er også bedst at forberede bufferen ved den samme temperatur, som den vil blive brugt under analysen eller eksperimentet, da Tris har store temperaturafhængige ændringer i pH.

Trin 5

Titrer den vandige Tris-opløsning med 1 M saltsyre ved hjælp af et pH-meter.

Trin 6

Bring opløsningen til det endelige volumen med destilleret vand i en målekolbe.

Ting påkrævet

• Destilleret vand
• Basispulver eller krystal
• Saltsyre (HCl)
• Klassificeret cylinder
• Volumetrisk kolbe
• Magnetisk rørestang
• Rørende varmeplade
• pH-måler med sonde
• Skala
• Lommeregner

TL;DR (for lang; læste ikke)

For at spare tid, når du forbereder en bufferopløsning, kan du bruge præfabrikerede bufferkoncentrater ved den nødvendige pH og fortyndes til ønsket molaritet og volumen.

Forbered bufferopløsning ved den samme temperatur, som den vil blive brugt for at undgå væsentlige pH-ændringer.

Undgå tidskrævende pH-justeringer, titrér kun efter fortynding til den ønskede koncentration. Opløsning i for lille volumen vil føre til gentagne titreringer.

Advarsel

Udvis forsigtighed ved håndtering af syrer og baser.

Bær beskyttelsesbriller.