KH2PO4 vs. K2HPO4: Razumijevanje ključnih razlika u fosfatnim puferima

Ovaj članak objašnjava razlike između KH2PO4 (kalijum dihidrogena fosfata) i K2HPO4 (dipotazija hidrogen fosfata), dvije zajedničke komponente fosfatnih pufera rješenja. Ulavit ćemo u njihova kemijska svojstva, kako funkcioniraju u međuspremnicima i kako odabrati pravu za vaše specifične potrebe. Bez obzira da li ste začinjeni istraživač ili samo početak u laboratoriji, razumijevanje ovih razlika je od vitalnog značaja za tačne eksperimentalne rezultate. Ovo je a mora-čitati Za sve koji rade sa pufernim rješenjima u biologiji, hemiji ili srodnim poljima.

Šta je fosfatni međuspremnik? Objašnjenje

A pufer Rješenje je ključno sredstvo u mnogim naučnim eksperimentima. Njegov glavni posao je oduprijeti se promjenama u ph kada su male količine kiselina ili bazu su dodano. Ovo je važno jer su mnoge hemijske reakcije, posebno one u biološkim sustavima, vrlo osjetljive na pH promjene.

Phosfatni puferi, posebno se široko koriste jer mogu pufer preko raspona pH vrijednosti i kompatibilni su s mnogim biološkim sistemima. Izrađuju se koristeći različite oblike fosfat, molekula koji sadrži fosfor i kisik. Tipičan Phosfatni međuspremnik moći sadržiti mješavina KH2PO4 (kalijum dihidrogen fosfat) i K2HPO4 (dipotazija Vodonik fosfat). Specifični omjer ove dvije komponente određuje finale ph od pufer.

Koja je razlika između KH2PO4 i K2HPO4?

Ključ razlika između KH2PO4 i K2HPO4 leži u broju vodonik (H) atomi oni sadržiti.

• KH2PO4 (Kalijum dihidrogen fosfat): Ovaj spoj je poznat i kao monobašić kalijum fosfat. Ima dva vodonik atomi. Kada se rastvara u vodi, djeluje kao slabo kiselina, donirajući protonu (h +) na rešenje.

• K2HPO4 (Dipotazija hidrogen fosfat): Ovaj spoj je poznat i kao dibašić kalijum fosfat. Ima samo jedan vodonik Atom. Kada se rastvara u vodi, djeluje kao slaba baza, prihvaćajući proton (H +) iz rešenje.

Ova naizgled mala razlika u hemijskoj strukturi dovodi do značajnih razlika u njihovom ponašanju u rješenju. KH2PO4 doprinosi kiselim svojstvima pufer, dok K2HPO4 doprinosi osnovnom (ili) alkalni) Nekretnine.

Kako KH2PO4 i K2HPO4 rade zajedno u pufernom rješenju?

KH2PO4 i K2HPO4 Radite zajedno kao spojnu kiselinu bazenu za stvaranje a Phosfatni međuspremnik. Reakcija ravnoteže može se zastupati na sljedeći način:

H2PO4- (AQ) + H2O (L) ⇌ HPO42- (AQ) + H3O + (AQ)

• KH2PO4 pruža H2PO4- (Dihidrogen fosfat) Ioni.
• K2HPO4 pruža HPO42- (Vodonik fosfat) Ioni.

Kada mala količina kiselina (H +) je dodano na pufer, HPo42-oni reagiraju sa kiselina, premještajući ravnotežu s lijeve strane i minimiziranje promjene u ph. Kada je mala količina osnove (OH-) dodano, H2PO4-ine reagiraju s bazom, premještajući ravnotežu udesno i ponovo minimiziraju promjenu u ph. Ova sposobnost da se odupe pH promjene je ono što čini a pufer tako korisno. Odnos će dodavati na efekt.

Kako pripremiti fosfatno pufernu otopinu sa KH2PO4 i K2HPO4?

Do pripremiti a Phosfatni međuspremnik Rješenje, trebat će vam:

1. KH2PO4 (Kalijum dihidrogen fosfat)
2. K2HPO4 (dipotazija Vodonik fosfat)
3. Destilirana voda
4. PH metar
5. Čašice i oprema za miješanje

Evo opće procedure (uvijek se obratite određenim protokol za željenu ph i koncentracija):

1. Odredite željeni pH i koncentraciju vašeg međuspremnika. Na primjer, možda želite 0,1m Phosfatni međuspremnik u pH 7.2.

2. Izračunajte iznos KH2PO4 i K2HPO4 potrebne. Možete koristiti Henderson-Hasselbalch jednadžba ili na mreži pufer Kalkulatori za određivanje ispravnog omjer dve komponente. Jednadžba Henderson-Hasselbalh je:
   pH = pka + log ([HPO42 -] / [H2PO4-])
   Gdje je PKA stalna povezana sa fosfat ion (otprilike 7.2 za drugu disocijaciju fosforike kiselina).

3. Izračunajte mole KH2PO4 i K2HPO4 u međuspremniku, a zatim dodavati odgovarajuća težina molara i koja će vam reći koliko grama dodati u Rješenje.

4. Rastopiti izračunate mase KH2PO4 i K2HPO4 u količini destilirane vode koja je nešto manja od vašeg konačnog željenog zapremina. Na primjer, ako želite 1 litru od pufer, počnite sa oko 800 ml vode.

5. Promiješajte rješenje dok se soli potpuno ne otopju.

6. Koristite pH mjerač za mjerenje pH rješenja.

7. Ako je potrebno, podesite pH dodavanjem malih količina koncentriranog otopina bilo KH2PO4 (za snižavanje pH) ili K2HPO4 (za podizanje pH).

8. Nakon što se dosegne željeni pH, dodajte destilirana voda da biste rešenje donijeli konačni željeni volumen.

Koji je ph asortiman fosfatnog pufera?

Phosfatni puferi najučinkovitiji su u ph Raspon od približno 6.0 do 8.0. To je zato što je PKA Vodonik fosfat/ dihidrogen fosfat Ravnoteža je oko 7.2. The Kapacitet pufere najviši je kada ph je blizu vrijednosti PKA. Iako je najefikasnija blizu 7.2, to može pufer u rasponu vrijednosti, uključujući lagano alkalni 7.4.

Međutim, važno je napomenuti da je efikasno pufer raspon se može malo produžiti ovisno o prihvatljivoj toleranciji za ph promjena određene aplikacije. A Phosfatni međuspremnik možda i dalje mogu pružiti neke pufering Kapacitet izvan ovog asortimana, ali bit će manje efikasan u odupiru ph promjene. The Phosfatni međuspremnik Raspon je idealan za mnoge biološke primjene.

Kako mogu birati između KH2PO4 i K2HPO4 za moj eksperiment?

Izbor između korištenja KH2PO4 ili K2HPO4 sami ili u kombinaciji, u potpunosti ovisi o željenom ph vaše rešenje.

• Ako vam treba kisela rešenje, koristili biste prvenstveno KH2PO4.
• Ako vam treba osnovna ili alkalni rešenje, koristili biste prvenstveno K2HPO4.
• Ako vam treba neutralan ili blizu neutralan ph, morat ćete koristiti a miješati oboje KH2PO4 i K2HPO4 za stvaranje a pufer. Tačan omjer od njih dvoje ovisit će o specifičnim ph Pokušavate postići.

Rijetko je koristiti samo jedan od ovih spojeva u istraživačkom okruženju. Najčešće ciljate da stvorite pufer Rješenje za stabilizaciju ph reakcije ili rešenje.

Mogu li koristiti fosfornu kiselinu (H3PO4) da bih napravio fosfatni međuspremnik?

Da, možete koristiti fosforna kiselina (H3PO4) do pripremiti a Phosfatni međuspremnik. Međutim, fosforna kiselina je trototski kiselina, što znači da ima tri ioniziranog atoma vodika. To dovodi do tri različita koraka disocijacije, svaka sa vlastitim vrijednosti PKA:

1. H3PO4 ⇌ H + + H2PO4- (PKA1 ≈ 2.15)
2. H2PO4- ⇌ H + + HPO42- (PKA2 ≈ 7.20)
3. HPO42- ⇌ H + + PO43- (PKA3 ≈ 12.35)

Da napravim pufer korišćenje H3PO4, ti bi obično dodavati jaka baza, poput Koh (kalijum hidroksid) ili natrijum Hidroksid (NAOH), dijelom neutralizirati kiselina i stvoriti željenu omjer od fosfat Vrsta. Na primjer, stvoriti a pufer okolo ph 7, ti bi dodavati Dosta baza za postizanje drugog disocijacijskog koraka, stvarajući mješavinu H2PO4- i HPO42-. The pufer zona za fosforna kiselina Produže se na više raspona.

Korišćenje H3PO4 može biti složeniji od upotrebe KH2PO4 i K2HPO4 direktno, kao što trebate pažljivo kontrolirati količinu osnove dodano da dođe do željenog ph. Međutim, može biti koristan pristup ako imate samo fosforna kiselina dostupno ili želite stvoriti a rešenje sa višim Jonska snaga.

Zašto KH2PO4 je kiselina i k2hpo4 osnovni?

Kiselost KH2PO4 i osnovnicu K2HPO4 odnose se direktno na njihove hemijske strukture i kako komuniciraju s vodom.

• KH2PO4 (kalijum dihidrogen fosfat): Kada KH2PO4 Rastvara u vodi, disocira se u K + IONS i H2PO4- IONS. The Dihidrogen fosfat Ion (H2PO4-) može djelovati kao slab kiselina, donirajući proton (h +) u vodu:
  H2PO4- + H2O ⇌ HPO42- + H3O +
  Formiranje H3O + (Hydronium jona) povećava kiselina koncentracija u rešenje, čineći ga kiselim.

• K2HPO4 (dipotazija hidrogen fosfat): Kada K2HPO4 Rastvara u vodi, disocira se u 2k + ione i hPO42-ine. The Vodonik fosfat ion (HPO42-) može djelovati kao slaba baza, prihvaćajući proton (H +) iz vode:
  HPO42- + H2O ⇌ H2PO4- + OH-
  Formiranje oh- (hidroksidni joni) povećava bazu koncentracija u rešenje, čineći ga osnovnim ili alkalni.

Kako podesiti pH fosfatnih međuspremnika?

Podešavanje ph a Phosfatni međuspremnik je uobičajeno tehnika u laboratorija. Evo kako to učiniti:

1. Izmjerite početni pH: Koristite kalibrirani pH mjerač za tačno mjerenje ph vaše pufer Rješenje.
2. Odlučite o smjeru prilagodbe: Odredite da li trebate povećati ili smanjiti ph.
3. Dodajte odgovarajuće rešenje:
   • Da biste snimili pH (učinite to kiselijim): Polako dodavati razblažen rešenje od KH2PO4 ili razblažen rešenje jak kiselina poput HCl (hidroholorični kiselina), dok kontinuirano prate ph sa pH metru.
   • Da biste podigli pH (učinite ga osnovnijim / alkalnim): Polako dodavati razblažen rešenje od K2HPO4 ili razblažen rešenje jake baze kao Koh (kalijum hidroksid) ili naoh (natrijum hidroksid), dok kontinuirano prati ph sa pH metru.
4. Temeljito miješajte: Osigurati rešenje dobro se miješa nakon svakog dodatka.
5. Zaustavite se kada se dosegne željeni pH: Nastavite dodavati prilagođavanje rešenje u malim koracima dok pH merač ne pročita željenu ph Vrijednost. Pazite da ne prekrivate.

Važna napomena: Uvek dodavati podešavanje rešenje polako i u malim količinama, istovremeno neprekidno miješaju i nadgledaju ph. Ovo sprečava drastične ph promjene i osigurava pufer održava svoje Kapacitet pufere. Možete referencirati Kand's hemijski natrijum acetat Dokumentacija za miješanje najboljih praksi sa sličnim hemikalijama.

Koje su neke zajedničke primjene fosfatnih međuspremnika?

Phosfatni puferi su nevjerovatno svestran i koriste se u širokom rasponu aplikacija, uključujući:

• Biološka istraživanja: Održavanje ph staničnih kultura, proteina Rješenja i reakcije enzima. PBS rješenje, na primjer, jeste fosfat Puferirana slana.
• Molekularna biologija: DNK i RNA Ekstrakcija, elektroforeza i drugi molekularni biologija tehnike.
• Biohemija: Studiranje enzimskog kinetike, proteina Pročišćavanje i drugi biohemijski procesi.
• Hemija: Kao a pufer u hemijskim reakcijama i titricijama.
• Farmaceutska industrija: Formuliranje lijekova i lijekova.
• Prehrambena industrija: Kontrolni ph u preradi i očuvanju hrane.
• Industrijski tretmani vode: Kand's Hemikalije nude razne fosfate koji se često koriste u pročišćavanju vode.

Biokompatibilnost i prilagodljivost ph raspon Phosfatni puferi Učinite ih vrijednim alatom u mnogim različitim poljima. Specifičan koncentracija i ph od pufer biće izabran na osnovu zahtjeva određene aplikacije.

Rješavanje problema sa fosfatnim puferom

Evo nekih uobičajenih problema na koji se susreću prilikom pripreme Phosfatni puferi i kako ih riješiti:

• pH nije stabilan:

  • Provjerite je li vaš pH mjerač pravilno kalibriran. Koristite svježu kalibraciju puferi i slijedite upute proizvođača.
  • Osigurajte da se soli potpuno rastvaraju. Promiješajte rešenje temeljito dok ne ostanu čvrste čestice.
  • Koristite visokokvalitetne, čiste hemikalije. Nečistoće mogu uticati na ph i Kapacitet pufere. Kandska hemikalija se ponosi na čistoću.
  • Provjerite za kontaminaciju. Provjerite da li su stakleni proizvodi i voda čisti i bez kontaminanata.
  • Jeste li dodali sve komponente? Provjerite da li je tačno masa Za sve komponente.

• pH je previsok ili prenizak:

  • Dvaput provjerite svoje proračune. Obavezno upotrijebite ispravne količine KH2PO4 i K2HPO4.
  • Pažljivo podesite pH Korištenje razrijeđenih rješenja KH2PO4 (dolje ph) ili K2HPO4 (za podizanje ph) ili razrijediti HCl ili Koh Kao što je gore opisano.

• Obrasci u taloženju u međuspremniku:

  • To se može dogoditi ako je koncentracija međuspremnika previsoka. Pokušajte razblažiti pufer.
  • Neke fosfatne soli imaju ograničenu rastvorljivost. Obavezno ne prelazite ograničenje rastvorljivosti soli koristiš.
  • Temperatura može uticati na rastvorljivost. Neki fosfat Soli su manje topljeni na nižim temperaturama.
  • Kontaminacija. Pazite da hemikalija Reagensi su bez kontaminacije bez kontaminacije i da radite u sterilnim uvjetima, bez vanjskih kontaminanata.

• Ne mogu dobiti moj željeni pH

  • Ako ste slijedili a protokol a vi ne postižete navedenu pH, pokušajte gledati na Internet. Istraživanje ima snažnu zajednicu naučnika koji dijele svoja iskustva, a vi možete pronaći objašnjenje. Ako pitanje o vašem specifičnom fosfatnom puferu nije bilo upita, možeš odnositi se Vaše pitanje sličnoj.

Ključni zapisivanje

• KH2PO4 (kalijum Dihidrogen fosfat) i K2HPO4 (dipotazija Vodonik fosfat) su ključne komponente Phosfatni puferi.
• KH2PO4 je kiseo, dok K2HPO4 je osnovna.
• The omjer od KH2PO4 i K2HPO4 određuje ph od pufer Rješenje.
• Phosfatni puferi su efikasni u ph Raspon od 6,0 ​​do 8,0.
• Možeš Pripremite fosfatne pufere korišćenje KH2PO4 i K2HPO4, ili titriranjem fosforna kiselina (H3PO4) S jakom bazom.
• Oprezan ph Podešavanje i rješavanje problema su neophodni za uspješan pufer Priprema.
• Ako spremate tampon iz H3PO4 titrirati sa Koh do rešenje Doseže željeni pH.
• Ići od KH2PO4 do K2HPO4 Trebat će vam Dodaj koh.
• Za obrnuto koristite HCl.

Ovaj sveobuhvatni vodič pruža čvrst temelj za razumijevanje i korištenje Phosfatni puferi u vašem radu. Ne zaboravite da se uvijek savjetujete sa posebnim protokolima i sigurnosnim smjernicama za vaše eksperimente. Sretno.