KH2PO4 vs K2HPO4: Deall y gwahaniaethau allweddol mewn byfferau ffosffad

Mae'r erthygl hon yn esbonio'r gwahaniaethau rhwng KH2PO4 (ffosffad potasiwm dihydrogen) a K2HPO4 (dipotassium hydrogen ffosffad), dwy gydran gyffredin o doddiannau byffer ffosffad. Byddwn yn ymchwilio i'w priodweddau cemegol, sut maent yn gweithredu mewn byfferau, a sut i ddewis yr un iawn ar gyfer eich anghenion penodol. P'un a ydych chi'n ymchwilydd profiadol neu'n cychwyn yn y labordy, mae deall y gwahaniaethau hyn yn hanfodol ar gyfer canlyniadau arbrofol cywir. Dyma a hanfodol i unrhyw un sy'n gweithio gyda byffer datrysiadau mewn bioleg, cemeg, neu feysydd cysylltiedig.

Beth yw byffer ffosffad? Esboniad

A byffer Mae datrysiad yn offeryn hanfodol mewn llawer o arbrofion gwyddonol. Ei brif waith yw gwrthsefyll newidiadau yn rhegi Pan fydd symiau bach o asidau neu sylfaen yn ychwaneger. Mae hyn yn bwysig oherwydd bod llawer o adweithiau cemegol, yn enwedig y rhai mewn systemau biolegol, yn sensitif iawn i newidiadau pH.

Byfferau ffosffad, yn benodol, yn cael eu defnyddio'n helaeth oherwydd gallant byffer dros ystod o werthoedd pH ac maent yn gydnaws â llawer o systemau biolegol. Fe'u gwneir gan ddefnyddio gwahanol ffurfiau o ffosffad, moleciwl sy'n cynnwys ffosfforws ac ocsigen. Nodweddiadol ffosffad ni gynhwysaf cymysgedd o KH2PO4 (ffosffad potasiwm dihydrogen) a K2HPO4 (dipotassiwm ffosffad hydrogen). Mae cymhareb benodol y ddwy gydran hon yn pennu'r rownd derfynol rhegi o'r byffer.

Beth yw'r gwahaniaeth rhwng KH2PO4 a K2HPO4?

Yr allwedd wahaniaeth rhwng KH2PO4 a K2HPO4 yn gorwedd yn nifer y hydrogen (H) atomau nhw gynhwysaf.

• KH2PO4 (Ffosffad potasiwm dihydrogen): Gelwir y cyfansoddyn hwn hefyd yn monobasig ffosffad potasiwm. Mae ganddo ddau hydrogen atomau. Pan fydd yn hydoddi mewn dŵr, mae'n gweithredu fel gwan asidau, rhoi proton (H+) i'r datrysiadau.

• K2HPO4 (Ffosffad hydrogen dipotassium): Gelwir y cyfansoddyn hwn hefyd yn dibasig ffosffad potasiwm. Dim ond un sydd ganddo hydrogen atom. Wrth hydoddi mewn dŵr, mae'n gweithredu fel sylfaen wan, gan dderbyn proton (h+) o'r datrysiadau.

Mae'r gwahaniaeth ymddangosiadol bach hwn yn strwythur cemegol yn arwain at wahaniaethau sylweddol yn eu hymddygiad mewn toddiant. KH2PO4 yn cyfrannu at briodweddau asidig y byffer, tra K2HPO4 yn cyfrannu at y sylfaenol (neu alcalïaidd) eiddo.

Sut mae KH2PO4 a K2HPO4 yn gweithio gyda'i gilydd mewn toddiant clustogi?

KH2PO4 a K2HPO4 gweithio gyda'i gilydd fel pâr sylfaen asid cyfun i greu a ffosffad. Gellir cynrychioli'r adwaith ecwilibriwm fel a ganlyn:

H2po4- (d) + h2o (l) ⇌ hpo42- (d) + h3o + (d)

• KH2PO4 yn darparu'r H2PO4- (ffosffad dihydrogen) ïonau.
• K2HPO4 yn darparu'r HPO42- (ffosffad hydrogen) ïonau.

Pan fydd ychydig bach o asidau (H+) yw ychwaneger i'r byffer, yr ïonau hpo42- ymateb gyda'r asidau, symud yr ecwilibriwm i'r chwith a lleihau'r newid yn rhegi. Pan mae ychydig bach o sylfaen (OH-) ychwaneger, mae'r ïonau H2PO4- yn ymateb gyda'r sylfaen, gan symud yr ecwilibriwm i'r dde ac eto gan leihau'r newid yn rhegi. Y gallu hwn i wrthsefyll newidiadau pH yw'r hyn sy'n gwneud a byffer mor ddefnyddiol. Bydd y gymhareb gyfrifon i'r perwyl.

Sut i baratoi toddiant byffer ffosffad gyda KH2PO4 a K2HPO4?

Ato harlwyiff a ffosffad Datrysiad, bydd angen:

1. KH2PO4 (ffosffad potasiwm dihydrogen)
2. K2HPO4 (dipotassiwm ffosffad hydrogen)
3. Dŵr distyll
4. Mesurydd Ph
5. Beakers ac offer troi

Dyma weithdrefn gyffredinol (ymgynghorwch â phenodol bob amser phrotocol ar gyfer eich dymunol rhegi a nghanolbwyntiau):

1. Darganfyddwch pH a chrynodiad a ddymunir eich byffer. Er enghraifft, efallai yr hoffech chi 0.1m ffosffad yn pH 7.2.

2. Cyfrifwch faint o KH2PO4 a K2HPO4 sydd ei angen. Gallwch ddefnyddio'r Henderson-Hasselbalch hafaliadau neu ar -lein byffer cyfrifianellau i bennu'r cywir nghymhareb o'r ddwy gydran. Hafaliad Henderson-Hasselbalch yw:
   pH = pKA + log ([hpo42-]/[h2po4-])
   Lle mae pKA yn gyson sy'n gysylltiedig â'r ffosffad ïon (tua 7.2 ar gyfer ail ddaduniad ffosfforig asidau).

3. Cyfrifwch fannau geni Kh2PO4 a K2HPO4 yn y byffer, yna gyfrifon y pwysau molar priodol a bydd hynny'n dweud wrthych faint o gramau i'w hychwanegu at y Datrysiad.

4. Hydoddem y masau cyfrifedig o KH2PO4 a K2HPO4 mewn cyfaint o ddŵr distyll sydd ychydig yn llai na'r terfynol a ddymunir nghyfrol. Er enghraifft, os ydych chi eisiau 1 litr o byffer, dechreuwch gyda thua 800 ml o ddŵr.

5. Trowch yr hydoddiant nes bod yr halwynau wedi'u toddi'n llwyr.

6. Defnyddiwch fesurydd pH i fesur pH yr hydoddiant.

7. Os oes angen, addaswch y pH trwy ychwanegu symiau bach o doddiant dwys o naill ai KH2PO4 (i ostwng y pH) neu K2HPO4 (i godi'r pH).

8. Ar ôl cyrraedd y pH a ddymunir, ychwanegwch ddŵr distyll i ddod â'r datrysiad i'r gyfrol derfynol a ddymunir.

Beth yw ystod pH byffer ffosffad?

Byfferau ffosffad yn fwyaf effeithiol yn y rhegi ystod o oddeutu 6.0 i 8.0. Mae hyn oherwydd bod pKA y ffosffad hydrogen/dihydrogen ffosffad Mae ecwilibriwm oddeutu 7.2. Y capasiti byffro ar ei uchaf pan fydd y rhegi yn agos at y gwerth PKA. Er ei fod yn fwyaf effeithiol ger 7.2 gall byffer ar ystod o werthoedd, gan gynnwys yr ychydig alcalïaidd 7.4.

Fodd bynnag, mae'n bwysig nodi bod yr effeithiol byffer gellir ymestyn ystod ychydig yn dibynnu ar y goddefgarwch derbyniol ar gyfer rhegi newid mewn cais penodol. A ffosffad gallai ddarparu rhywfaint o hyd byffro gallu y tu allan i'r ystod hon, ond bydd yn llai effeithiol wrth wrthsefyll rhegi newidiadau. Y ffosffad Mae'r ystod yn ddelfrydol ar gyfer llawer o gymwysiadau biolegol.

Sut mae dewis rhwng KH2PO4 a K2HPO4 ar gyfer fy arbrawf?

Y dewis rhwng defnyddio KH2PO4 neu K2HPO4 ar ei ben ei hun, neu mewn cyfuniad, yn dibynnu'n llwyr ar y rhai a ddymunir rhegi o'ch datrysiadau.

• Os oes angen asidig arnoch chi datrysiadau, byddech chi'n defnyddio'n bennaf KH2PO4.
• Os oes angen sylfaenol neu alcalïaidd datrysiadau, byddech chi'n defnyddio'n bennaf K2HPO4.
• Os oes angen niwtral neu bron yn niwtral arnoch chi rhegi, bydd angen i chi ddefnyddio a gymysga ’ o'r ddau KH2PO4 a K2HPO4 i greu a byffer. Yr union nghymhareb bydd y ddau yn dibynnu ar y penodol rhegi rydych chi'n ceisio cyflawni.

Mae'n anghyffredin defnyddio dim ond un o'r cyfansoddion hyn mewn lleoliad ymchwil. Yn fwyaf aml, rydych chi'n anelu at greu a byffer Datrysiad i sefydlogi'r rhegi o ymateb neu datrysiadau.

A allaf ddefnyddio asid ffosfforig (H3PO4) i wneud byffer ffosffad?

Ie, gallwch ddefnyddio asid ffosfforig (H3po4) i harlwyiff a ffosffad. Fodd bynnag, asid ffosfforig yn driprotig asidau, sy'n golygu bod ganddo dri atom hydrogen ionizable. Mae hyn yn arwain at dri cham daduniad gwahanol, pob un â'i werth PKA ei hun:

1. H3PO4 ⇌ H + + H2PO4- (PKA1 ≈ 2.15)
2. H2PO4- ⇌ H + + HPO42- (PKA2 ≈ 7.20)
3. Hpo42- ⇌ h + + po43- (pka3 ≈ 12.35)

I wneud a byffer nisgrifi H3po4, byddech chi fel arfer gyfrifon Sylfaen gref, fel Koh (potasiwm hydrocsid) neu sodiwm hydrocsid (NaOH), i niwtraleiddio'r asidau a chreu'r rhai a ddymunir nghymhareb o ffosffad rhywogaethau. Er enghraifft, i greu a byffer o gwmpas rhegi 7, byddech chi gyfrifon Digon o sylfaen i gyrraedd yr ail gam daduniad, gan greu cymysgedd o H2PO4- a HPO42-. Y byffer Parth ar gyfer asid ffosfforig yn ymestyn i amrywiadau lluosog.

Nisgrifi H3po4 gall fod yn fwy cymhleth na defnyddio KH2PO4 a K2HPO4 yn uniongyrchol, gan fod angen i chi reoli faint o sylfaen yn ofalus ychwaneger i gyrraedd y rhai a ddymunir rhegi. Fodd bynnag, gall fod yn ddull defnyddiol os mai dim ond asid ffosfforig ar gael, neu eisiau creu a datrysiadau gydag uwch cryfder ïonig.

Pam mae KH2PO4 yn asid a K2HPO4 yn sylfaenol?

Asidedd KH2PO4 a sylfaenolrwydd K2HPO4 cysylltu'n uniongyrchol â'u strwythurau cemegol a sut maen nhw'n rhyngweithio â dŵr.

• KH2PO4 (ffosffad potasiwm dihydrogen): Pan KH2PO4 yn hydoddi mewn dŵr, mae'n dadleoli i ïonau K+ ac ïonau H2PO4-. Y ffosffad dihydrogen ïonau (H2po4-) yn gallu gweithredu fel gwan asidau, rhoi proton (H+) i ddŵr:
  H2PO4- + H2O ⇌ HPO42- + H3O +
  Mae ffurfio H3O+ (ïonau hydroniwm) yn cynyddu'r asidau crynodiad yn y datrysiadau, gan ei wneud yn asidig.

• K2HPO4 (ffosffad hydrogen dipotassium): Pan K2HPO4 yn hydoddi mewn dŵr, mae'n dadleoli i ïonau 2k+ ac ïonau hpo42-. Y ïon ffosffad hydrogen (Hpo42-) yn gallu gweithredu fel sylfaen wan, gan dderbyn proton (h+) o ddŵr:
  Hpo42- + h2o ⇌ h2po4- + oh-
  Mae ffurfio OH- (ïonau hydrocsid) yn cynyddu'r sylfaen nghanolbwyntiau yn y datrysiadau, ei wneud yn sylfaenol neu alcalïaidd.

Sut i addasu pH byffer ffosffad?

Addasu'r rhegi o a ffosffad yn gyffredin techneg yn y labordy. Dyma sut i wneud hynny:

1. Mesur y pH cychwynnol: Defnyddio mesurydd pH wedi'i raddnodi i fesur y rhegi o'ch byffer Datrysiad.
2. Penderfynu ar gyfeiriad yr addasiad: Penderfynu a oes angen i chi gynyddu neu leihau'r rhegi.
3. Ychwanegwch yr ateb priodol:
   • I ostwng y pH (ei wneud yn fwy asidig): Araf gyfrifon A gwanhau datrysiadau o KH2PO4 neu wanedig datrysiadau o gryf asidau hidion Hcl (hydroclorig asidau), wrth fonitro'r rhegi gyda'r mesurydd ph.
   • I godi'r pH (ei wneud yn fwy sylfaenol/alcalïaidd): Araf gyfrifon A gwanhau datrysiadau o K2HPO4 neu wanedig datrysiadau o sylfaen gref fel Koh (potasiwm hydrocsid) neu NaOH (sodiwm hydrocsid), wrth fonitro'r rhegi gyda'r mesurydd ph.
4. Cymysgu'n drylwyr: Sicrhau bod y datrysiadau yn gymysg yn dda ar ôl pob ychwanegiad.
5. Stopiwch pan gyrhaeddir y pH a ddymunir: Parhewch i ychwanegu'r addasu datrysiadau mewn cynyddrannau bach nes bod y mesurydd ph rhegi Gwerth. Byddwch yn ofalus i beidio â goresgyn.

Nodyn Pwysig: Bob amser gyfrifon yr addasu datrysiadau yn araf ac mewn symiau bach, wrth droi a monitro'r rhegi. Mae hyn yn atal llym rhegi yn newid ac yn sicrhau'r byffer yn cynnal ei capasiti byffro. Gallwch gyfeirio Asetad Sodiwm Cemegol Kand Dogfennaeth ar gyfer cymysgu arferion gorau â chemegau tebyg.

Beth yw rhai cymwysiadau cyffredin o byfferau ffosffad?

Byfferau ffosffad yn anhygoel o amlbwrpas ac fe'u defnyddir mewn ystod eang o gymwysiadau, gan gynnwys:

• Ymchwil Fiolegol: Cynnal y rhegi o ddiwylliannau celloedd, brotein Datrysiadau, ac adweithiau ensymau. Datrysiad PBS, er enghraifft, yn ffosffad halwynog clustogi.
• Bioleg Foleciwlaidd: DNA a RNA echdynnu, electrofforesis, ac eraill moleciwlaidd bioleg technegau.
• Biocemeg: Astudio cineteg ensymau, brotein puro, a phrosesau biocemegol eraill.
• Cemeg: Fel a byffer mewn adweithiau cemegol a titradiadau.
• Diwydiant Fferyllol: Llunio cyffuriau a meddyginiaethau.
• Diwydiant Bwyd: Reoli rhegi mewn prosesu a chadw bwyd.
• Triniaethau Dŵr Diwydiannol: Mae Kand’s Chemicals yn cynnig amrywiaeth o ffosffadau sy'n aml yn cael eu defnyddio mewn trin dŵr.

Y biocompatibility a'r tunable rhegi ystod o byfferau ffosffad eu gwneud yn offeryn gwerthfawr mewn llawer o wahanol feysydd. Y penodol nghanolbwyntiau a rhegi o'r byffer yn cael ei ddewis yn seiliedig ar ofynion y cais penodol.

Datrys Problemau Paratoi Clustogi Ffosffad

Dyma rai problemau cyffredin y deuir ar eu traws wrth baratoi byfferau ffosffad a sut i'w datrys:

• Nid yw pH yn sefydlog:

  • Sicrhewch fod eich mesurydd pH wedi'i raddnodi'n iawn. Defnyddio graddnodi ffres byfferau a dilyn cyfarwyddiadau'r gwneuthurwr.
  • Sicrhewch fod yr halwynau wedi'u toddi'n llwyr. Trowch y datrysiadau yn drylwyr nes nad oes unrhyw ronynnau solet yn aros.
  • Defnyddiwch gemegau pur o ansawdd uchel. Gall amhureddau effeithio ar y rhegi a capasiti byffro. Mae Kand’s Chemical yn ymfalchïo ei hun ar burdeb.
  • Gwiriwch am halogiad. Sicrhewch fod eich llestri gwydr a'ch dŵr yn lân ac yn rhydd o halogion.
  • A wnaethoch chi ychwanegu'r holl gydrannau? Gwiriwch i weld bod y cywir torfol ar gyfer pob cydran.

• Mae PH yn rhy uchel neu'n rhy isel:

  • Gwiriwch yn ddwbl eich cyfrifiadau. Gwnewch yn siŵr eich bod wedi defnyddio'r symiau cywir o KH2PO4 a K2HPO4.
  • Addaswch y pH yn ofalus defnyddio toddiannau gwanedig o KH2PO4 (i ostwng rhegi) neu K2HPO4 (i godi rhegi), neu wanhau Hcl neu Koh fel y disgrifir uchod.

• Ffurfiau gwaddodi yn y byffer:

  • Gall hyn ddigwydd os yw crynodiad y byffer yn rhy uchel. Ceisiwch wanhau'r byffer.
  • Mae gan rai halwynau ffosffad hydoddedd cyfyngedig. Gwnewch yn siŵr nad ydych chi'n rhagori ar derfyn hydoddedd y halwynau rydych chi'n defnyddio.
  • Gall tymheredd effeithio ar hydoddedd. Rhai ffosffad Mae halwynau yn llai hydawdd ar dymheredd is.
  • Halogiadau. Gwnewch yn siŵr eich gemegol Mae adweithyddion yn rhydd o halogiad, a'ch bod yn gweithio mewn amodau di -haint, yn rhydd o halogion y tu allan.

• Ni all gael fy pH a ddymunir

  • Os ydych wedi dilyn a phrotocol ac nid ydych yn cyflawni'r pH a nodwyd, ceisiwch edrych ar y rhyngrwyd. Porth Ymchwil mae ganddo gymuned gadarn o wyddonwyr sy'n rhannu eu profiadau, ac efallai y byddwch chi'n dod o hyd i esboniadau. Os nad yw'r cwestiwn am eich byffer ffosffad penodol wedi bod Gofynnwyd, fe allech chi traethant eich cwestiwn i un tebyg.

Tecawêau allweddol

• KH2PO4 (potasiwm ffosffad dihydrogen) a K2HPO4 (dipotassiwm ffosffad hydrogen) yn gydrannau allweddol o byfferau ffosffad.
• KH2PO4 yn asidig, tra K2HPO4 yn sylfaenol.
• Y nghymhareb o KH2PO4 a K2HPO4 yn pennu'r rhegi o'r byffer Datrysiad.
• Byfferau ffosffad yn effeithiol yn y rhegi ystod o 6.0 i 8.0.
• Gallwch chi Paratowch byfferau ffosffad nisgrifi KH2PO4 a K2HPO4, neu drwy ditradu asid ffosfforig (H3po4) gyda sylfaen gref.
• Ofalus rhegi Mae addasu a datrys problemau yn hanfodol ar gyfer llwyddiannus byffer paratoi.
• Os ydych chi'n paratoi'r byffer o H3po4 titrad gyda Koh tan y datrysiadau yn cyrraedd y pH a ddymunir.
• I fynd o KH2PO4 i K2HPO4 bydd angen i chi wneud hynny ychwanegu koh.
• Ar gyfer y gwrthwyneb, defnyddiwch Hcl.

Mae'r canllaw cynhwysfawr hwn yn darparu sylfaen gadarn ar gyfer deall a defnyddio byfferau ffosffad yn eich gwaith. Cofiwch ymgynghori â phrotocolau a chanllawiau diogelwch penodol bob amser ar gyfer eich arbrofion. Pob lwc.