KH2PO4 बनाम K2HPO4: फॉस्फेट बफ़र्स में प्रमुख अंतर को समझना

यह लेख KH2PO4 (पोटेशियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट) और K2HPO4 (डिपोटैसियम हाइड्रोजन फॉस्फेट), फॉस्फेट बफर समाधान के दो सामान्य घटक के बीच अंतर बताता है। हम उनके रासायनिक गुणों में, वे बफ़र्स में कैसे कार्य करते हैं, और आपकी विशिष्ट आवश्यकताओं के लिए सही एक का चयन कैसे करें। चाहे आप एक अनुभवी शोधकर्ता हों या सिर्फ प्रयोगशाला में शुरू हो रहे हों, इन भेदों को समझना सटीक प्रयोगात्मक परिणामों के लिए महत्वपूर्ण है। यह एक है अवश्य पढ़ें जीव विज्ञान, रसायन विज्ञान, या संबंधित क्षेत्रों में बफर समाधान के साथ काम करने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए।

एक फॉस्फेट बफर क्या है? एक स्पष्टीकरण

A बफर समाधान कई वैज्ञानिक प्रयोगों में एक महत्वपूर्ण उपकरण है। इसका मुख्य काम परिवर्तन का विरोध करना है पीएच जब कम मात्रा में अम्ल या आधार हैं जोड़ा। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि कई रासायनिक प्रतिक्रियाएं, विशेष रूप से जैविक प्रणालियों में, पीएच परिवर्तनों के प्रति बहुत संवेदनशील हैं।

फॉस्फेट बफ़र्स, विशेष रूप से, व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं क्योंकि वे कर सकते हैं बफर पीएच मूल्यों की एक श्रृंखला पर और कई जैविक प्रणालियों के साथ संगत हैं। वे विभिन्न रूपों का उपयोग करके बनाए जाते हैं फास्फेट, एक अणु जिसमें फास्फोरस और ऑक्सीजन होता है। एक विशिष्ट फॉस्फेट बफर हो सकता है रोकना का एक मिश्रण KH2PO4 (पोटेशियम डायहाइड्रोजन फॉस्फेट) और K2hpo4 (डिपोटैसियम हाइड्रोजन फॉस्फेट)। इन दो घटकों का विशिष्ट अनुपात अंतिम निर्धारित करता है पीएच की बफर.

KH2PO4 और K2HPO4 के बीच क्या अंतर है?

कुंजी अंतर बीच में KH2PO4 और K2hpo4 की संख्या में निहित है हाइड्रोजन (ज) परमाणु वे रोकना.

• KH2PO4 (पोटेशियम डायहाइड्रोजन फॉस्फेट): इस यौगिक को मोनोबैसिक के रूप में भी जाना जाता है पोटेशियम फास्फेट। इसके दो हैं हाइड्रोजन परमाणु। पानी में भंग होने पर, यह एक कमजोर के रूप में कार्य करता है अम्ल, एक प्रोटॉन (H+) को दान करना समाधान.

• K2hpo4 (डिपोटैसियम हाइड्रोजन फॉस्फेट): इस यौगिक को डिबासिक के रूप में भी जाना जाता है पोटेशियम फास्फेट। यह केवल एक है हाइड्रोजन परमाणु। पानी में भंग होने पर, यह एक कमजोर आधार के रूप में कार्य करता है, एक प्रोटॉन (एच+) को स्वीकार करता है समाधान.

रासायनिक संरचना में यह छोटा अंतर समाधान में उनके व्यवहार में महत्वपूर्ण अंतर की ओर जाता है। KH2PO4 के अम्लीय गुणों में योगदान देता है बफर, जबकि K2hpo4 मूल में योगदान देता है (या क्षारीय) गुण।

KH2PO4 और K2HPO4 एक बफर समाधान में एक साथ कैसे काम करते हैं?

KH2PO4 और K2hpo4 एक संयुग्म एसिड-बेस जोड़ी के रूप में एक साथ काम करने के लिए एक साथ काम करें फॉस्फेट बफर। संतुलन प्रतिक्रिया को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

H2PO4- (aq) + H2O (l) ⇌ HPO42- (aq) + H3O + (aq)

• KH2PO4 H2PO4 प्रदान करता है- (डाइहाइड्रोजेन फॉस्फेट) आयनों।
• K2hpo4 HPO42 प्रदान करता है- (हाइड्रोजन फॉस्फेट) आयनों।

जब एक छोटी राशि अम्ल (एच+) है जोड़ा तक बफर, HPO42- आयन के साथ प्रतिक्रिया करते हैं अम्ल, संतुलन को बाईं ओर स्थानांतरित करना और परिवर्तन को कम करना पीएच। जब आधार की एक छोटी राशि (OH-) है जोड़ा, H2PO4- आयन आधार के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, संतुलन को दाईं ओर और फिर से परिवर्तन को कम करने में बदलते हैं पीएच। पीएच परिवर्तनों का विरोध करने की यह क्षमता वही है जो एक बनाता है बफर इतना उपयोगी। अनुपात होगा जोड़ना प्रभाव के लिए।

KH2PO4 और K2HPO4 के साथ एक फॉस्फेट बफर समाधान कैसे तैयार करें?

को तैयार करना a फॉस्फेट बफर समाधान, आपको आवश्यकता होगी:

1. KH2PO4 (पोटेशियम डाइहाइड्रोज़न फ़ॉस्फ़ेट)
2. K2hpo4 (डिपोटैसियम हाइड्रोजन फॉस्फेट)
3. आसुत जल
4. एक पीएच मीटर
5. बीकर और सरगर्मी उपकरण

यहां एक सामान्य प्रक्रिया है (हमेशा एक विशिष्ट से परामर्श करें शिष्टाचार अपने वांछित के लिए पीएच और एकाग्रता):

1. अपने बफर की वांछित पीएच और एकाग्रता का निर्धारण करें। उदाहरण के लिए, आप 0.1 मीटर चाहते हैं फॉस्फेट बफर पीएच 7.2 पर।

2. आवश्यक KH2PO4 और K2HPO4 की मात्रा की गणना करें। आप हेंडरसन-हसेलबालच का उपयोग कर सकते हैं समीकरण या ऑनलाइन बफर सही निर्धारित करने के लिए कैलकुलेटर अनुपात दो घटकों में से। हेंडरसन-हसेलबालच समीकरण है:
   ph = pka + log ([HPO42-]/[H2PO4-])
   जहां पीकेए एक स्थिर से संबंधित है फास्फेट आयन (फॉस्फोरिक के दूसरे पृथक्करण के लिए लगभग 7.2 अम्ल)।

3. बफर में KH2PO4 और K2HPO4 के मोल्स की गणना करें, फिर जोड़ना संबंधित दाढ़ का वजन और यह आपको बताएगा कि कितने ग्राम को जोड़ना है समाधान।

4. भंग करना की परिकलित जनता KH2PO4 और K2hpo4 आसुत जल की मात्रा में जो आपके अंतिम वांछित से थोड़ा कम है आयतन। उदाहरण के लिए, यदि आप 1 लीटर चाहते हैं बफर, लगभग 800 से शुरू करें एमएल पानी डा।

5. समाधान को तब तक हिलाएं जब तक कि लवण पूरी तरह से भंग न हो जाए।

6. समाधान के पीएच को मापने के लिए एक पीएच मीटर का उपयोग करें।

7. यदि आवश्यक हो, तो KH2PO4 (PH को कम करने के लिए) या K2HPO4 (PH को बढ़ाने के लिए) के एक केंद्रित समाधान की छोटी मात्रा को जोड़कर PH को समायोजित करें।

8. एक बार वांछित पीएच तक पहुंचने के बाद, अंतिम वांछित मात्रा में समाधान लाने के लिए डिस्टिल्ड पानी जोड़ें।

फॉस्फेट बफर की पीएच रेंज क्या है?

फॉस्फेट बफ़र्स में सबसे प्रभावी हैं पीएच लगभग 6.0 से 8.0 की सीमा। ऐसा इसलिए है क्योंकि का PKA हाइड्रोजन फॉस्फेट/डायहाइड्रोजन फास्फेट संतुलन 7.2 के आसपास है। बफ़रिंग क्षमता जब सबसे अधिक है पीएच PKA मान के करीब है। हालांकि यह 7.2 के पास सबसे प्रभावी है बफर मूल्यों की एक सीमा पर, थोड़ा सहित क्षारीय 7.4.

हालाँकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि प्रभावी बफर के लिए स्वीकार्य सहिष्णुता के आधार पर रेंज को थोड़ा बढ़ाया जा सकता है पीएच किसी विशेष एप्लिकेशन में परिवर्तन। ए फॉस्फेट बफर अभी भी कुछ प्रदान कर सकते हैं बफ़र हो इस सीमा के बाहर क्षमता, लेकिन यह विरोध करने में कम प्रभावी होगा पीएच परिवर्तन। फॉस्फेट बफर रेंज कई जैविक अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है।

मैं अपने प्रयोग के लिए KH2PO4 और K2HPO4 के बीच कैसे चुनूं?

उपयोग के बीच की पसंद KH2PO4 या K2hpo4 अकेले, या संयोजन में, पूरी तरह से वांछित पर निर्भर करता है पीएच आपके समाधान.

• यदि आपको एक अम्लीय की आवश्यकता है समाधान, आप मुख्य रूप से उपयोग करेंगे KH2PO4.
• यदि आपको एक बुनियादी की आवश्यकता है या क्षारीय समाधान, आप मुख्य रूप से उपयोग करेंगे K2hpo4.
• यदि आपको एक तटस्थ या निकट-तटस्थ की आवश्यकता है पीएच, आपको एक का उपयोग करने की आवश्यकता होगी मिक्स दोनों का KH2PO4 और K2hpo4 बनाने के लिए बफर। सटीक अनुपात दोनों में से एक विशिष्ट पर निर्भर करेगा पीएच आप हासिल करने की कोशिश कर रहे हैं।

एक शोध सेटिंग में इन यौगिकों में से केवल एक का उपयोग करना दुर्लभ है। सबसे अधिक बार, आप एक बनाने का लक्ष्य रखते हैं बफर समाधान को स्थिर करने के लिए पीएच एक प्रतिक्रिया की या समाधान.

क्या मैं फॉस्फेट बफर बनाने के लिए फॉस्फोरिक एसिड (H3PO4) का उपयोग कर सकता हूं?

हां, आप उपयोग कर सकते हैं फॉस्फोरिक एसिड (H3po4) को तैयार करना a फॉस्फेट बफर। तथापि, फॉस्फोरिक एसिड एक ट्रिप्रोटिक है अम्ल, जिसका अर्थ है कि इसमें तीन आयनित हाइड्रोजन परमाणु हैं। यह तीन अलग -अलग पृथक्करण चरणों की ओर जाता है, प्रत्येक अपने स्वयं के पीकेए मूल्य के साथ:

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

एक बनाने के लिए बफर का उपयोग करते हुए H3po4, आप आम तौर पर करेंगे जोड़ना एक मजबूत आधार, जैसे कोह (पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड) या सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH), आंशिक रूप से बेअसर करने के लिए अम्ल और वांछित बनाएं अनुपात का फास्फेट प्रजातियाँ। उदाहरण के लिए, एक बनाने के लिए बफर आस-पास पीएच 7, आप करेंगे जोड़ना दूसरे पृथक्करण चरण तक पहुंचने के लिए पर्याप्त आधार, H2PO4- और HPO42- का मिश्रण बनाता है। बफर के लिए फॉस्फोरिक एसिड कई रेंज तक फैली हुई है।

का उपयोग करते हुए H3po4 उपयोग करने की तुलना में अधिक जटिल हो सकता है KH2PO4 और K2hpo4 सीधे, जैसा कि आपको आधार की मात्रा को ध्यान से नियंत्रित करने की आवश्यकता है जोड़ा वांछित तक पहुंचने के लिए पीएच। हालांकि, यह एक उपयोगी दृष्टिकोण हो सकता है यदि आपके पास केवल है फॉस्फोरिक एसिड उपलब्ध है, या एक बनाना चाहते हैं समाधान उच्च के साथ ईओण का शक्ति.

क्यों KH2PO4 एसिड है और K2HPO4 बुनियादी है?

की अम्लता KH2PO4 और की मूलता K2hpo4 सीधे उनकी रासायनिक संरचनाओं से संबंधित है और वे पानी के साथ कैसे बातचीत करते हैं।

• KH2PO4 (पोटेशियम डायहाइड्रोजन फॉस्फेट): कब KH2PO4 पानी में घुल जाता है, यह K+ आयनों और H2PO4- आयनों में अलग हो जाता है। डाइहाइड्रोजेन फॉस्फेट आयन (H2PO4-) एक कमजोर के रूप में कार्य कर सकता है अम्ल, पानी के लिए एक प्रोटॉन (H+) दान करना:
  H2PO4- + H2O ⇌ HPO42- + H3O +
  H3O+ (हाइड्रोनियम आयनों) का गठन बढ़ता है अम्ल में एकाग्रता समाधान, यह अम्लीय बना रहा है।

• K2HPO4 (डिपोटैसियम हाइड्रोजन फॉस्फेट): कब K2hpo4 पानी में घुल जाता है, यह 2k+ आयनों और HPO42- आयनों में विघटित हो जाता है। हाइड्रोजन फॉस्फेट आयन (HPO42-) पानी से एक प्रोटॉन (H+) को स्वीकार करते हुए एक कमजोर आधार के रूप में कार्य कर सकता है:
  HPO42- + H2O ⇌ H2PO4- + OH-
  OH- (हाइड्रॉक्साइड आयनों) का गठन आधार को बढ़ाता है एकाग्रता में समाधान, यह बुनियादी या क्षारीय.

फॉस्फेट बफर के पीएच को कैसे समायोजित करें?

समायोजित करना पीएच एक फॉस्फेट बफर एक आम है तकनीक में प्रयोगशाला। यहाँ यह कैसे करना है:

1. प्रारंभिक Ph को मापें: सटीक रूप से मापने के लिए एक कैलिब्रेटेड पीएच मीटर का उपयोग करें पीएच आपके बफर समाधान।
2. समायोजन की दिशा पर निर्णय लें: निर्धारित करें कि क्या आपको बढ़ाने या कम करने की आवश्यकता है पीएच.
3. उपयुक्त समाधान जोड़ें:
   • पीएच को कम करने के लिए (इसे और अधिक अम्लीय बनाएं): धीरे से जोड़ना एक पतला समाधान का KH2PO4 या एक पतला समाधान एक मजबूत अम्ल पसंद एचसीएल (हाइड्रोक्लोरिक अम्ल), जबकि लगातार निगरानी करते हुए पीएच पीएच मीटर के साथ।
   • पीएच को बढ़ाने के लिए (इसे और अधिक बुनियादी/क्षारीय बनाएं): धीरे से जोड़ना एक पतला समाधान का K2hpo4 या एक पतला समाधान एक मजबूत आधार की तरह कोह (पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड) या NaOH (सोडियम हाइड्रॉक्साइड), जबकि लगातार निगरानी करते हुए पीएच पीएच मीटर के साथ।
4. अच्छी तरह से मिलाएं: सुनिश्चित करें समाधान प्रत्येक जोड़ के बाद अच्छी तरह से मिश्रित है।
5. वांछित पीएच तक पहुंचने पर रुकें: समायोजन को जोड़ना जारी रखें समाधान छोटे वेतन वृद्धि में जब तक कि पीएच मीटर वांछित नहीं पढ़ता है पीएच कीमत। सावधान रहें कि ओवरशूट न करें।

महत्वपूर्ण नोट: हमेशा जोड़ना समायोजन समाधान धीरे -धीरे और छोटी मात्रा में, जबकि लगातार सरगर्मी और निगरानी करना पीएच। यह कठोर को रोकता है पीएच बदलता है और सुनिश्चित करता है बफर इसे बनाए रखता है बफ़रिंग क्षमता। आप संदर्भ कर सकते हैं कैंड्स केमिकल सोडियम एसीटेट समान रसायनों के साथ सर्वोत्तम प्रथाओं को मिलाने के लिए प्रलेखन।

फॉस्फेट बफ़र्स के कुछ सामान्य अनुप्रयोग क्या हैं?

फॉस्फेट बफ़र्स अविश्वसनीय रूप से बहुमुखी हैं और अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में उपयोग किए जाते हैं, जिनमें शामिल हैं:

• जैविक अनुसंधान: बनाए रखना पीएच सेल संस्कृतियों की, प्रोटीन समाधान, और एंजाइम प्रतिक्रियाएं। पीबीएस समाधान, उदाहरण के लिए, है फास्फेट बफर खारा।
• आणविक जीव विज्ञान: डीएनए और शाही सेना निष्कर्षण, वैद्युतकणसंचलन, और अन्य मोलेकुलर जीवविज्ञान TECHNIQUES.
• जैव रसायन: एंजाइम कैनेटीक्स का अध्ययन, प्रोटीन शुद्धि, और अन्य जैव रासायनिक प्रक्रियाएं।
• रसायन विज्ञान: के तौर पर बफर रासायनिक प्रतिक्रियाओं और अनुमापन में।
• दवा उद्योग: दवाओं और दवाओं को तैयार करना।
• खाद्य उद्योग: को नियंत्रित करना पीएच खाद्य प्रसंस्करण और संरक्षण में।
• औद्योगिक जल उपचार: कंद के रसायन विभिन्न प्रकार के फॉस्फेट प्रदान करते हैं जिसका उपयोग अक्सर जल उपचार में किया जाता है।

बायोकंपैटिबिलिटी और ट्यून करने योग्य पीएच की सीमा फॉस्फेट बफ़र्स उन्हें कई अलग -अलग क्षेत्रों में एक मूल्यवान उपकरण बनाएं। विशिष्ट एकाग्रता और पीएच की बफर विशेष अनुप्रयोग की आवश्यकताओं के आधार पर चुना जाएगा।

समस्या निवारण फॉस्फेट बफर तैयारी

तैयारी करते समय यहां कुछ सामान्य समस्याएं सामने आई हैं फॉस्फेट बफ़र्स और उन्हें कैसे हल किया जाए:

• पीएच स्थिर नहीं है:

  • सुनिश्चित करें कि आपका पीएच मीटर ठीक से कैलिब्रेट किया गया है। ताजा अंशांकन का उपयोग करें बफ़र और निर्माता के निर्देशों का पालन करें।
  • सुनिश्चित करें कि लवण पूरी तरह से भंग हो गए हैं। हलचल करना समाधान पूरी तरह से जब तक कोई ठोस कण नहीं रहता है।
  • उच्च गुणवत्ता वाले, शुद्ध रसायनों का उपयोग करें। अशुद्धियां प्रभावित कर सकती हैं पीएच और बफ़रिंग क्षमता. कैंड का रासायनिक शुद्धता पर गर्व करता है.
  • संदूषण के लिए जाँच करें। सुनिश्चित करें कि आपका कांच के बने पदार्थ और पानी साफ और दूषित पदार्थों से मुक्त हैं।
  • क्या आपने सभी घटकों को जोड़ा? यह देखने के लिए जाँच करें कि सही है द्रव्यमान सभी घटकों के लिए।

• पीएच बहुत अधिक या बहुत कम है:

  • अपनी गणना को दोबारा चेक करें। सुनिश्चित करें कि आपने सही मात्रा का उपयोग किया है KH2PO4 और K2hpo4.
  • पीएच को ध्यान से समायोजित करें के पतले समाधान का उपयोग करना KH2PO4 (कम करना पीएच) या K2hpo4 (अप करने के लिए पीएच), या पतला एचसीएल या कोह जैसा ऊपर वर्णित है।

• बफर में फॉर्म:

  • यह तब हो सकता है जब बफर की एकाग्रता बहुत अधिक हो। पतला करने की कोशिश करो बफर.
  • कुछ फॉस्फेट लवण में सीमित घुलनशीलता होती है। सुनिश्चित करें कि आप की घुलनशीलता सीमा से अधिक नहीं हैं लवण आप उपयोग कर रहे हैं।
  • तापमान घुलनशीलता को प्रभावित कर सकता है। कुछ फास्फेट कम तापमान पर लवण कम घुलनशील होते हैं।
  • दूषण। सुनिश्चित करें कि आपका रासायनिक अभिकर्मक संदूषण से मुक्त हैं, और यह कि आप बाँझ परिस्थितियों में काम कर रहे हैं, बाहरी दूषित पदार्थों से मुक्त हैं।

• मेरे वांछित पीएच प्राप्त नहीं कर सकते

  • यदि आपने अनुसरण किया है शिष्टाचार और आप बताए गए पीएच को प्राप्त नहीं कर रहे हैं, देखने की कोशिश करें इंटरनेट. अनुसंधानद्वार वैज्ञानिकों का एक मजबूत समुदाय है जो अपने अनुभवों को साझा कर रहे हैं, और आप एक पा सकते हैं स्पष्टीकरण। यदि आपके विशिष्ट फॉस्फेट बफर के बारे में प्रश्न नहीं किया गया है पूछा, आप कर सकते हैं संबंधित एक समान के लिए आपका प्रश्न।

चाबी छीनना

• KH2PO4 (पोटेशियम डाइहाइड्रोजेन फॉस्फेट) और K2hpo4 (डिपोटैसियम हाइड्रोजन फॉस्फेट) के प्रमुख घटक हैं फॉस्फेट बफ़र्स.
• KH2PO4 अम्लीय है, जबकि K2hpo4 बुनियादी है।
• द अनुपात का KH2PO4 और K2hpo4 निर्धारित करता है पीएच की बफर समाधान।
• फॉस्फेट बफ़र्स में प्रभावी हैं पीएच 6.0 से 8.0 की सीमा।
• तुम कर सकते हो फॉस्फेट बफ़र्स तैयार करें का उपयोग करते हुए KH2PO4 और K2hpo4, या शीर्षक द्वारा फॉस्फोरिक एसिड (H3po4) एक मजबूत आधार के साथ।
• सावधान पीएच समायोजन और समस्या निवारण सफल के लिए आवश्यक हैं बफर तैयारी।
• यदि आप से बफर तैयार कर रहे हैं H3po4 के साथ टाइट्रेट करना कोह जब तक समाधान वांछित पीएच तक पहुंचता है।
• से जाना KH2PO4 को K2hpo4 आपको की आवश्यकता होगी कोह जोड़ें.
• रिवर्स के लिए, उपयोग करें एचसीएल.

यह व्यापक मार्गदर्शक समझने और उपयोग करने के लिए एक ठोस आधार प्रदान करता है फॉस्फेट बफ़र्स आपके कार्य में। अपने प्रयोगों के लिए हमेशा विशिष्ट प्रोटोकॉल और सुरक्षा दिशानिर्देशों से परामर्श करना याद रखें। आपको कामयाबी मिले।