KH2PO4 vs. K2HPO4: Að skilja lykilmuninn á fosfatjafnalausum

Þessi grein skýrir muninn á KH2PO4 (kalíum tvíhýdrógenfosfat) og K2HPO4 (dipotassium vetnisfosfat), tveir algengir þættir fosfatjafnalausna. Við munum kafa í efnafræðilegum eiginleikum þeirra, hvernig þeir virka í stuðpúða og hvernig á að velja réttan fyrir sérstakar þarfir þínar. Hvort sem þú ert vanur rannsóknarmaður eða nýlega að byrja í rannsóknarstofunni, þá er það mikilvægt að skilja þessar greinargerðir fyrir nákvæmar tilraunaniðurstöður. Þetta er a verður að lesa Fyrir alla sem vinna með biðminni lausnir í líffræði, efnafræði eða skyldum sviðum.

Hvað er fosfatjafnalausn? Skýring

A Buffer Lausn er lykilatriði í mörgum vísindalegum tilraunum. Aðalstarf þess er að standast breytingar á PH Þegar lítið magn af Sýru eða grunn eru Bætt við. Þetta er mikilvægt vegna þess að mörg efnafræðileg viðbrögð, sérstaklega þau í líffræðilegum kerfum, eru mjög viðkvæm fyrir pH -breytingum.

Fosfatjafnalausir, sérstaklega eru mikið notaðir vegna þess að þeir geta það Buffer Yfir svið pH gildi og eru samhæf við mörg líffræðileg kerfi. Þeir eru gerðir með mismunandi gerðum af fosfat, sameind sem inniheldur fosfór og súrefni. Dæmigert Fosfatjafnalausn gæti Inniheldur blanda af KH2PO4 (kalíum díhýdrógen fosfat) og K2HPO4 (Dipotassium Vetnisfosfat). Sérstakt hlutfall þessara tveggja íhluta ákvarðar endanlegt PH af Buffer.

Hver er munurinn á KH2PO4 og K2HPO4?

Lykillinn munur milli KH2PO4 Og K2HPO4 liggur í fjölda Vetni (H) Atóm. Þeir Inniheldur.

• KH2PO4 (Kalíumíhýdrógenfosfat): Þetta efnasamband er einnig þekkt sem monobasic Kalíumfosfat. Það hefur tvo Vetni frumeindir. Þegar það er leyst upp í vatni virkar það sem veikt Sýru, gefa róteind (h+) til Lausn.

• K2HPO4 (Dipotassium vetnisfosfat): Þetta efnasamband er einnig þekkt sem Dibasic Kalíumfosfat. Það hefur aðeins einn Vetni atóm. Þegar það er leyst upp í vatni virkar það sem veikur grunnur og samþykkir róteind (H+) frá Lausn.

Þessi virðist lítill munur á efnafræðilegri uppbyggingu leiðir til verulegs munar á hegðun þeirra í lausn. KH2PO4 stuðlar að súrum eiginleikum Buffer, meðan K2HPO4 stuðlar að grunn (eða basískt) eiginleikar.

Hvernig vinna KH2PO4 og K2HPO4 saman í jafnalausn?

KH2PO4 Og K2HPO4 vinna saman sem samtengd sýru-basar par til að búa til a Fosfatjafnalausn. Hægt er að tákna jafnvægisviðbrögðin á eftirfarandi hátt:

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

• KH2PO4 veitir H2PO4- (Díhýdrógen fosfat) jónir.
• K2HPO4 veitir HPO42- (Vetnisfosfat) jónir.

Þegar lítið magn af Sýru (H+) er Bætt við til Buffer, HPO42- jónar bregðast við Sýru, að færa jafnvægið til vinstri og lágmarka breytingu á PH. Þegar lítið magn af grunni (OH-) er Bætt við, H2PO4- jónir bregðast við grunninum, færir jafnvægið til hægri og aftur lágmarka breytinguna á PH. Þessi geta til að standast pH -breytingar er það sem gerir a Buffer svo gagnlegt. Hlutfallið mun Bæta við til áhrifa.

Hvernig á að útbúa fosfatjafnalausn með KH2PO4 og K2HPO4?

Til Undirbúa a Fosfatjafnalausn Lausn, þú þarft:

1. KH2PO4 (Kalíum díhýdrógen fosfat)
2. K2HPO4 (Dipotassium Vetnisfosfat)
3. Eimað vatn
4. PH metra
5. Beakers og hrærslubúnaður

Hér er almenn málsmeðferð (hafðu alltaf samband við ákveðna bókun fyrir þinn óskaðan PH Og einbeiting):

1. Ákveðið æskilegt sýrustig og styrkur biðminni. Til dæmis gætirðu viljað 0,1m Fosfatjafnalausn við pH 7,2.

2. Reiknið magn KH2PO4 og K2HPO4 sem þarf. Þú getur notað Henderson-Hasselbalch Jafna eða á netinu Buffer Reiknivélar til að ákvarða rétt hlutfall af þessum tveimur íhlutum. Henderson-Hasselbalch jafna er:
   PH = PKA + LOG ([HPO42-]/[H2PO4-])
   Þar sem PKA er stöðugt tengt fosfat jón (u.þ.b. 7,2 fyrir aðra aðgreiningu fosfórs Sýru).

3. Reiknið mól KH2PO4 og K2HPO4 í biðminni, þá síðan Bæta við mólþyngd viðkomandi og það mun segja þér hversu mörg grömm þú átt að bæta við Lausn.

4. Leysa upp Reiknaðir fjöldi af KH2PO4 Og K2HPO4 í rúmmáli eimaðs vatns sem er aðeins minna en endanleg óskað er bindi. Til dæmis, ef þú vilt 1 lítra af Buffer, Byrjaðu með um 800 ml af vatni.

5. Hrærið lausninni þar til söltin eru alveg uppleyst.

6. Notaðu pH metra til að mæla pH lausnarinnar.

7. Ef nauðsyn krefur, stilltu pH með því að bæta við litlu magni af þéttri lausn af annað hvort KH2PO4 (til að lækka pH) eða K2HPO4 (til að hækka pH).

8. Þegar tilætluðu sýrustigi er náð skaltu bæta við eimuðu vatni til að koma lausninni á endanlegt hljóðstyrk.

Hvert er pH svið fosfatjafnalausn?

Fosfatjafnalausir eru áhrifaríkust í PH Svið um það bil 6,0 til 8,0. Þetta er vegna þess að pka Vetnisfosfat/Díhýdrógen fosfat Jafnvægi er um 7,2. The Buffering getu er hæst þegar PH er nálægt PKA gildi. Þó það sé árangursríkast nálægt 7.2 getur það Buffer á ýmsum gildum, þar með talið lítillega basískt 7.4.

Það er þó mikilvægt að hafa í huga að árangursríkir Buffer Hægt er að lengja svið örlítið eftir viðunandi umburðarlyndi fyrir PH Breyting á tiltekinni umsókn. A. Fosfatjafnalausn Gæti samt veitt einhverja Buffering getu utan þessa sviðs, en það mun vera minna árangursríkt við að standast PH Breytingar. The Fosfatjafnalausn Svið er tilvalið fyrir mörg líffræðileg forrit.

Hvernig vel ég á milli KH2PO4 og K2HPO4 fyrir tilraunina mína?

Valið á milli þess að nota KH2PO4 eða K2HPO4 einn, eða í samsetningu, veltur algjörlega á viðkomandi PH af þínum Lausn.

• Ef þig vantar súrt Lausn, þú myndir fyrst og fremst nota KH2PO4.
• Ef þú þarft grunn eða basískt Lausn, þú myndir fyrst og fremst nota K2HPO4.
• Ef þig vantar hlutlaust eða nær hlutlaust PH, þú verður að nota a Blandið af báðum KH2PO4 Og K2HPO4 Til að búa til a Buffer. Nákvæmlega hlutfall af þeim tveimur fer eftir því sérstaka PH Þú ert að reyna að ná.

Það er sjaldgæft að nota aðeins eitt af þessum efnasamböndum í rannsóknarumhverfi. Oftast ertu að stefna að því að búa til a Buffer lausn til að koma á stöðugleika PH af viðbrögðum eða Lausn.

Get ég notað fosfórsýru (H3PO4) til að búa til fosfatjafnalausn?

Já, þú getur notað Fosfórsýra (H3PO4) til Undirbúa a Fosfatjafnalausn. Þó, Fosfórsýra er þrífskur Sýru, sem þýðir að það hefur þrjú jónanleg vetnisatóm. Þetta leiðir til þriggja mismunandi aðgreiningarþrepa, hvert með sitt eigið PKA gildi:

1. H3PO4 ⇌ H + + H2PO4- (PKA1 ≈ 2,15)
2. H2PO4- ⇌ H + + HPO42- (PKA2 ≈ 7,20)
3. HPO42- ⇌ H + + PO43- (PKA3 ≈ 12,35)

Að gera a Buffer að nota H3PO4, þú myndir venjulega Bæta við sterkur grunnur, eins. Koh (Kalíumhýdroxíð) eða natríum hýdroxíð (NaOH), til að hlutleysa að hluta Sýru og skapa viðkomandi hlutfall af fosfat Tegundir. Til dæmis til að búa til a Buffer í kringum það PH 7, þú myndir gera það Bæta við Nægur grunnur til að ná öðru aðgreiningarþrepinu og búa til blöndu af H2PO4- og HPO42-. The Buffer svæði fyrir Fosfórsýra nær til margra marka.

Að nota H3PO4 getur verið flóknara en að nota KH2PO4 Og K2HPO4 beint, eins og þú þarft að stjórna vandlega grunninum Bætt við að ná tilætluðum PH. Það getur þó verið gagnleg nálgun ef þú hefur það aðeins Fosfórsýra í boði, eða vilja búa til a Lausn með hærra jónastyrkur.

Af hverju er KH2PO4 sýru og K2HPO4 er grunn?

Sýrustig KH2PO4 og grundvallaratriðið K2HPO4 Tengjast beint við efnafræðilega mannvirki þeirra og hvernig þau hafa samskipti við vatn.

• KH2PO4 (kalíum tvíhýdrógen fosfat): Þegar KH2PO4 leysist upp í vatni, það dreifir sér í K+ jóna og H2PO4- jónir. The Díhýdrógen fosfat Jón (H2PO4-) getur virkað sem veikt Sýru, Gefa róteind (H+) til vatns:
  H2PO4- + H2O ⇌ HPO42- + H3O +
  Myndun H3O+ (hýdróníumjóna) eykur Sýru einbeiting í Lausn, að gera það súrt.

• K2HPO4 (dipotassium vetnisfosfat): Þegar K2HPO4 leysist upp í vatni, það dreifir sér í 2k+ jónir og HPO42- jónir. The Vetnisfosfat jón (HPO42-) getur virkað sem veikur grunnur og samþykkt róteind (H+) úr vatni:
  HPO42- + H2O ⇌ H2PO4- + OH-
  Myndun OH- (hýdroxíðjóna) eykur grunninn einbeiting í Lausn, að gera það grunn eða basískt.

Hvernig á að stilla pH fosfatjafnalausn?

Aðlaga PH af a Fosfatjafnalausn er algengt Tækni í Lab. Svona á að gera það:

1. Mæla upphafs Ph: Notaðu kvarðað pH metra til að mæla nákvæmlega PH af þínum Buffer Lausn.
2. Ákveðið aðlögunarstefnu: Ákveðið hvort þú þarft að auka eða minnka PH.
3. Bættu við viðeigandi lausn:
   • Til að lækka pH (gera það súrara): Hægt og rólega Bæta við þynnt Lausn af KH2PO4 eða þynnt Lausn af sterku Sýru eins og HCL (Hydrochloric Sýru), þó að fylgjast stöðugt með PH með pH metra.
   • Til að hækka pH (gera það grundvallaratriði/basískt): Hægt og rólega Bæta við þynnt Lausn af K2HPO4 eða þynnt Lausn af sterkum grunni eins Koh (kalíumhýdroxíð) eða NaOH (natríum hýdroxíð), meðan stöðugt fylgist með PH með pH metra.
4. Blandaðu vandlega: Tryggja Lausn er vel blandað eftir hverja viðbót.
5. Hættu þegar viðkomandi sýrustig er náð: Haltu áfram að bæta við aðlögunina Lausn í litlum þrepum þar til pH mælirinn les viðkomandi PH gildi. Vertu varkár ekki að fara yfir.

Mikilvæg athugasemd: Alltaf Bæta við Aðlögunin Lausn hægt og í litlu magni, meðan hrært er stöðugt og fylgist með PH. Þetta kemur í veg fyrir róttækan PH breytist og tryggir Buffer viðheldur þess Buffering getu. Þú getur vísað Efnafræðilegt natríumasetat Kand Skjöl til að blanda bestu starfsháttum við svipuð efni.

Hver eru nokkur algeng notkun fosfatjafnalausra?

Fosfatjafnalausir eru ótrúlega fjölhæfir og eru notaðir í fjölmörgum forritum, þar á meðal:

• Líffræðilegar rannsóknir: Viðhalda PH af frumurækt, prótein lausnir og ensímviðbrögð. PBS lausn, til dæmis, er fosfat Buffered saltvatn.
• Sameindalíffræði: DNA og RNA útdráttur, rafskaut og annað sameinda Líffræði tækni.
• Lífefnafræði: Að rannsaka hreyfiorka ensíma, prótein Hreinsun og önnur lífefnafræðileg ferli.
• Efnafræði: Sem a Buffer í efnafræðilegum viðbrögðum og títrunum.
• Lyfjaiðnaður: Móta lyf og lyf.
• Matvælaiðnaður: Stjórna PH í matvælavinnslu og varðveislu.
• Iðnaðarvatnsmeðferðir: Efni Kand býður upp á margs konar fosföt sem eru oft notuð við vatnsmeðferð.

Lífsamhæfni og stillanleg PH svið af Fosfatjafnalausir Gerðu þau að dýrmætu tæki á mörgum mismunandi sviðum. Hið sértæku einbeiting Og PH af Buffer verður valinn út frá kröfum viðkomandi umsóknar.

Úrræðaleit fosfatjafnalausn

Hér eru nokkur algeng vandamál sem upp koma við undirbúning Fosfatjafnalausir og hvernig á að leysa þau:

• PH er ekki stöðugt:

  • Gakktu úr skugga um að pH mælirinn sé kvarðaður á réttan hátt. Notaðu ferska kvörðun Buffarar og fylgdu leiðbeiningum framleiðandans.
  • Gakktu úr skugga um að söltin séu alveg uppleyst. Hrærið Lausn vandlega þar til engar fastar agnir eru eftir.
  • Notaðu hágæða, hrein efni. Óhreinindi geta haft áhrif á PH Og Buffering getu. Efni Kand er stoltur af hreinleika.
  • Athugaðu hvort mengun sé. Gakktu úr skugga um að glervörur og vatn séu hreinar og laus við mengun.
  • Bætti þú við öllum íhlutunum? Athugaðu að sjá að rétt messa fyrir alla hluti.

• PH er of hátt eða of lágt:

  • Athugaðu útreikningana þína. Gakktu úr skugga um að þú notir rétt magn af KH2PO4 Og K2HPO4.
  • Stilltu pH vandlega með því að nota þynntar lausnir af KH2PO4 (að lækka PH) eða K2HPO4 (að hækka PH), eða þynntu HCL eða Koh eins og lýst er hér að ofan.

• Botnfall form í biðminni:

  • Þetta getur gerst ef styrkur biðminni er of mikill. Prófaðu að þynna út Buffer.
  • Sum fosfatsölt hafa takmarkaða leysni. Gakktu úr skugga um að þú sért ekki umfram leysni mörk sölt þú ert að nota.
  • Hitastig getur haft áhrif á leysni. Sumt fosfat Sölt eru minna leysanleg við lægra hitastig.
  • Mengun. Vertu viss um að þú hafir það Efni Hvarfefni eru laus við mengun og að þú ert að vinna við sæfðar aðstæður, lausar við mengunarefni utan.

• Get ekki fengið pH

  • Ef þú hefur fylgt a bókun Og þú ert ekki að ná fram yfirlýstum sýrustigi, reyndu að leita á Internet. Researchgate hefur öflugt samfélag vísindamanna sem eru að deila reynslu sinni og þú gætir fundið Útskýring. Ef spurningin um sérstaka fosfatjafnalausn þína hefur ekki verið Spurður, þú gætir tengjast Spurning þín til svipaðs.

Lykilatriði

• KH2PO4 (Kalíum Díhýdrógen fosfat) og K2HPO4 (Dipotassium Vetnisfosfat) eru lykilþættir Fosfatjafnalausir.
• KH2PO4 er súrt, meðan K2HPO4 er grunn.
• The hlutfall af KH2PO4 Og K2HPO4 ákvarðar PH af Buffer Lausn.
• Fosfatjafnalausir eru árangursríkir í PH á bilinu 6,0 til 8,0.
• Þú getur Undirbúðu fosfatjafnalausir að nota KH2PO4 Og K2HPO4, eða með títrun Fosfórsýra (H3PO4) með sterkan grunn.
• Varkár PH Aðlögun og bilanaleit eru nauðsynleg til að ná árangri Buffer undirbúningur.
• Ef þú ert að undirbúa biðminni fyrir H3PO4 Títrat með Koh þar til Lausn nær tilætluðu sýrustigi.
• Að fara frá KH2PO4 til K2HPO4 þú verður að gera það Bættu við Koh.
• Notaðu fyrir hið gagnstæða HCL.

Þessi víðtæka handbók veitir traustan grunn til að skilja og nota Fosfatjafnalausir í vinnu þinni. Mundu að hafa alltaf samráð við sérstakar samskiptareglur og öryggisleiðbeiningar fyrir tilraunir þínar. Gangi þér vel.