K2PO4 VS. K2HPO4: фосфат буферіндегі негізгі айырмашылықтарды түсіну

Бұл мақалада KH2PO4 (калий диқан фосфаты) және K2HPO4 (дипотассийдің сутегі фосфаты) арасындағы айырмашылықтар, фосфат буферінің екі компоненті түсіндіріледі. Біз олардың химиялық қасиеттеріне, олардың буферлерде қалай жұмыс істейтінін және сіздің нақты қажеттіліктеріңіз үшін қалай дұрыс таңдау керектігін білеміз. Сіз тәжірибелі зерттеуші болсаңыз да, зертханада бастаңыз ба, бұл айырмашылықтарды түсіну дәл тәжірибелік нәтиже үшін қажет. Бұл а оқу керек Биология, химия немесе байланысты өрістердегі буферлік шешімдермен жұмыс істейтіндер үшін.

Фосфат буфері дегеніміз не? Түсіндіру

A буфер Шешім - көптеген ғылыми тәжірибелердегі шешуші құрал. Оның негізгі жұмысы - өзгерістерге қарсы тұру р Аз мөлшерде болған кезде қышқыл немесе база қосылған. Бұл өте маңызды, өйткені көптеген химиялық реакциялар, әсіресе биологиялық жүйелерде, рН өзгертулеріне өте сезімтал.

Фосфат буферлері, атап айтқанда, олар кеңінен қолданылады, өйткені олар мүмкін буфер рН мәндерінен асып, көптеген биологиялық жүйелермен үйлеседі. Олар әр түрлі формада жасалады фосфат, фосфор мен оттегі бар молекула. Әдеттегі Фосфат буфері күш ұстау қоспасы KH2PO44 (калий дихидроген фосфаты) және K2HPO44 (дипотасиум Сутегі фосфаты). Осы екі компоненттің нақты қатынасы финалды анықтайды р соған буфер.

KH2PO4 және K2HPO4 арасындағы айырмашылық неде?

Кілт айырма арасында KH2PO44 жіне K2HPO44 санында жатыр сутегі (З) олар атомдар ұстау.

• KH2PO44 (Калий диқан фосфаты): Бұл қосылыс монобасикалық деп те аталады калий фосфаты. Оның екеуі бар сутегі атомдар. Суда ерітілгенде, ол әлсіз болып табылады қышқыл, протонды (H +) сыйға тарту шешім.

• K2HPO44 (Дипотассийдің сутегі фосфаты): Бұл қосылыс да дибазик деп аталады калий фосфаты. Оның біреуі бар сутегі атом. Суда ерітілген кезде, ол «Протонды (H +) қабылдайтын әлсіз негіз ретінде әрекет етеді шешім.

Химиялық құрылымдағы бұл аз айырмашылық олардың мінез-құлқындағы маңызды айырмашылықтарға әкеледі. KH2PO44 қышқыл қасиеттеріне ықпал етеді буфер, ал K2HPO44 негізгі (немесе) сілтілік) қасиеттері.

KH2PO4 және K2HPO4 буферлік шешімде қалай жұмыс істейді?

KH2PO44 жіне K2HPO44 құрастыру үшін конъюгативті қышқыл негізі ретінде бірге жұмыс жасаңыз Фосфат буфері. Тепе-теңдік реакциясы келесідей ұсынылуы мүмкін:

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

• KH2PO44 H2PO4- (Дихидроген фосфаты) иондар.
• K2HPO44 HPO42- (Сутегі фосфаты) иондар.

Аз мөлшерде болған кезде қышқыл (H +) қосылған дейін буфер, HPO42 иондары жауап береді қышқылтепе-теңдікті солға жылжыту және өзгертуді азайту р. Аз мөлшерде база (OH-) болған кезде қосылған, H2Po4 иондары негізге, тепе-теңдікті оңға қарай жылжытып, қайтадан өзгертуді азайтады р. РН өзгертулеріне қарсы тұру қабілеті - бұл не етеді буфер Сондықтан пайдалы. Қатынас болады қосу әсерге.

Phosphate буферлі ерітіндісін KH2PO4 және K2HPO4-пен қалай дайындауға болады?

Қарай әзірлеу a Фосфат буфері Шешім, сізге қажет:

1. KH2PO44 (Калий диқанының фосфаты)
2. K2HPO44 (дипотасиум Сутегі фосфаты)
3. Тазартылған су
4. Рн өлшегіш
5. Тұмсықтар мен аралас жабдықтар

Міне, жалпы процедура (әрқашан нақты кеңесіңіз) хаттама Қалағаныңыз үшін р жіне шоғырлау::

1. Қалаған рН және буфердің концентрациясын анықтаңыз. Мысалы, сіз 0,1М алғыңыз келуі мүмкін Фосфат буфері рН 7.2-де.

2. KH2PO4 және K2HPO4 мөлшерін есептеңіз. Сіз Хендерсон-Хасельбалчты қолдана аласыз теңдеу немесе желіде буфер Дұрыс анықтауға калькуляторлар пропорция екі компоненттен тұрады. Хендерсон-Хасельбалч теңдеуі:
   ph = PKA + LOG ([HPO42 -] / [H2PO4-])
   Мұнда PKA тұрақты түрде фосфат ион (фосфордың екінші диссоциациясы үшін шамамен 7.2) қышқыл).

3. KH2PO4 және K2HPO4 мольдерін буферде есептеңіз, содан кейін қосу тиісті молярлық салмағы және бұл сізге қанша грамм қосатынын айтады Шешім.

4. Еріту есептелген массалар KH2PO44 жіне K2HPO44 тазартылған судың көлемі бойынша, бұл сіздің финалыңыздан сәл аз дыбыс. Мысалы, егер сіз 1 литр алғыңыз келсе буфер, шамамен 800-ден бастаңыз мл су.

5. Тұтқалар толығымен ерігенше шешімді араластырыңыз.

6. Шешімнің рН-ны өлшеу үшін PH өлшегішті пайдаланыңыз.

7. Қажет болса, PH-ді KH2PO4 (рН-ны төмендету үшін) немесе K2HPO4 (рН көтеру үшін) немесе K2HPO4 (рН алу үшін) шағын мөлшерін қосу арқылы рН-ны реттеңіз.

8. Қажетті рН жеткенде, шешімін соңғы қажетті көлемге жеткізу үшін тазартылған су қосыңыз.

Фосфат буферінің рН диапазоны қандай?

Фосфат буферлері ең тиімдісі р Шамамен 6,0-ден 8,0-ге дейін. Себебі, PKA Сутегі фосфаты/ Дихидроген фосфат Тепе-теңдік шамамен 7.2. Та Буферлеу қабілеті Қашан ең жоғары р PKA мәніне жақын. Бұл 7,2-ге жуық тиімді болғанымен, ол мүмкін буфер бірқатар мәндерде, соның ішінде сәл сілтілік 7.4.

Алайда, тиімді екенін атап өткен жөн буфер Ауқымы қолайлы төзімділікке байланысты сәл ұзартылуы мүмкін р белгілі бір бағдарламаның өзгеруі. А Фосфат буфері әлі де кейбіреулер бере алады буферлеу осы диапазоннан тыс сыйымдылық, бірақ оған қарсы тұру аз болады р Өзгерістер. Та Фосфат буфері Ауқым көптеген биологиялық қосымшалар үшін өте қолайлы.

Х2ПО-дан қалай және K2hpo4 арасында қалай таңдаймын?

Пайдалану арасындағы таңдау KH2PO44 немесе K2HPO44 жалғыз немесе біріктірілгенде, толығымен қалағанға байланысты р сіздің шешім.

• Егер сізге қышқыл қажет болса шешім, сіз ең алдымен қолданар едіңіз KH2PO44.
• Егер сізге негізгі немесе қажет болса сілтілік шешім, сіз ең алдымен қолданар едіңіз K2HPO44.
• Егер сізге бейтарап немесе бейтарап қажет болса р, сізге a пайдалану керек араластыру екеуінің де KH2PO44 жіне K2HPO44 жасау буфер. Дәл пропорция екеуінің мәні нақты р Сіз қол жеткізгіңіз келеді.

Зерттеу жағдайында осы қосылыстардың біреуін ғана пайдалану сирек. Көбінесе сіз құруға ұмтыласыз буфер тұрақтандыру үшін шешім р реакцияның немесе шешім.

Фосфат буферін жасау үшін фосфор қышқылын (H3PO4) қолдана аламын ба?

Ия, сіз қолдана аласыз фосфор қышқылы (H3PO4) әзірлеу a Фосфат буфері. Алайда, фосфор қышқылы Трипротикалық қышқылОның айтуынша, оның үш иондалған күңгірт атомдары бар. Бұл үш түрлі диссоциация қадамдарына әкеледі, олардың әрқайсысы PKA құнымен:

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

Жасау буфер пайдалану H3PO4, сіз әдетте болар едіңіз қосу Күшті негіз, мысалы Ког (калий гидроксиді) немесе натрий гидроксиді (Naoh), ішінара бейтараптандыру үшін қышқыл және қалағанын жасаңыз пропорция -ден фосфат Түрлер. Мысалы, а құру буфер айналасында р 7, сен едің қосу екінші диссоциация қадамына жету үшін жеткілікті база, H2PO4- және HPO42 қоспасын жасаңыз. Та буфер аймақ үшін фосфор қышқылы бірнеше ауқымға дейін созылады.

Пайдалану H3PO4 пайдаланудан гөрі күрделі болуы мүмкін KH2PO44 жіне K2HPO44 Тікелей, базалық базаны мұқият бақылау керек қосылған қалағанға жету үшін р. Алайда, егер сізде болса, пайдалы тәсіл болуы мүмкін фосфор қышқылы қол жетімді немесе құрғыңыз келеді шешім жоғары иондық күш.

Неліктен KH2PO4 қышқыл және K2HPO4 негізгі?

Қышқылдық KH2PO44 және негізділігі K2HPO44 тікелей олардың химиялық құрылымдарына және олардың сумен қалай қарым-қатынасымен байланыстырыңыз.

• KH2PO4 (калий диқан фосфаты): Қашан KH2PO44 Суда ериді, ол k + иондары мен H2PO44 ионына бөлінеді. Та Дихидроген фосфаты ион (H2PO4-) әлсіз бола алады қышқыл, протонды (H +) суға беру:
  H2po4- + h2o ⇌ hpo42- + h3o +
  H3O + (гидрондық иондар) қалыптасуы артады қышқыл концентрациясы шешім, оны қышқыл етеді.

• K2HPO4 (сутектің сутегі фосфаты): Қашан K2HPO44 Суда ериді, ол 2K + иондар мен HPO42 иондарға бөлінеді. Та Сутегі фосфат ионы (HPO42-) әлсіз негіз ретінде, протонды (H +) судан қабылдай алады:
  HPO42- + H2O ⇌ H2PO4- + OH-
  OH- (гидроксид иондары) түзілуі базаны арттырады шоғырлау ішінде шешім, оны негізгі немесе сілтілік.

Фосфат буферінің рН-ны қалай реттеуге болады?

Реттеу р а Фосфат буфері ортақ техника ішінде зершік. Мұны қалай жасау керек:

1. Бастапқы рН өлшеңіз: Дәл өлшеу үшін калибрленген рН есептегішті пайдаланыңыз р сіздің буфер Шешім.
2. Реттеу бағытында шешім қабылдаңыз: Ұлғайту немесе азайту керектігін анықтаңыз р.
3. Тиісті шешім қосыңыз:
   • РН-ны төмендету (оны қышқыл жасаңыз): Жайлап қосу сұйылту шешім -ден KH2PO44 немесе сұйылтылған шешім күшті қышқыл сияқты Бак (гидрохлориялық қышқыл), ал тұрақты бақылау кезінде р рндік өлшегішпен.
   • РН жоғарылату (оны негізгі / сілтілі жасаңыз): Жайлап қосу сұйылту шешім -ден K2HPO44 немесе сұйылтылған шешім сияқты күшті негіз Ког (калий гидроксиді) немесе naoh (натрий гидроксиді), егер үнемі бақылауда р рндік өлшегішпен.
4. Мұқият араластырыңыз: Қамтамасыз етіңіз шешім әр қосқаннан кейін жақсы араласады.
5. Қажетті рН жеткен кезде тоқтаңыз: Реттеуді қосуды жалғастырыңыз шешім реттік метрге дейін шағын өсімдіктерде қалағанын оқыған р мәні. Мұзға қарамау үшін абай болыңыз.

МАҢЫЗДЫ ЕСКЕРТПЕ: Ірқашан қосу Реттеу шешім баяу және аз мөлшерде, ал үздіксіз араластыра отырып және бақылауда р. Бұл түбегейлі алдын алады р өзгереді және қамтамасыз етеді буфер оны ұстайды Буферлеу қабілеті. Сіз сілтеме жасай аласыз Кандтың химиялық натрий ацетаты ұқсас химикаттармен озық тәжірибелерді араластыруға арналған құжаттама.

Фосфат буферінің қандай ортақ қосымшалары бар?

Фосфат буферлері керемет жан-жақты және қолданбалардың кең спектрінде қолданылады, соның ішінде:

• Биологиялық зерттеулер: Ұстап тұру р жасуша мәдениеттерінен, ақуыз Шешімдер және ферменттер реакциялары. PBS шешімі, мысалы, солай фосфат буферлік тұз.
• Молекулалық биология: ДНҚ және РНҚ экстракция, электрофорез және басқалары молекулалық биология Техника.
• Биохимия: Ферменттер кинетикасын зерттеу, ақуыз Тазарту және басқа биохимиялық процестер.
• Химия: Ретінде буфер Химиялық реакциялар мен титралдарда.
• Фармацевтикалық өнеркәсіп: Есірткі мен дәрі-дәрмектерді қалыптастыру.
• Тамақ өнеркәсібі: Бақылау р Тағамдарды өңдеу және сақтау кезінде.
• Өнеркәсіптік сумен емдеу: Кандтың химиялық заттары түрлі фосфаттар ұсынады суды емдеуде жиі қолданылады.

Биокомпативті және баптауға болады р диапазоны Фосфат буферлері Оларды көптеген түрлі өрістерде құнды құрал жасаңыз. Нақты шоғырлау жіне р соған буфер белгілі бір өтінімнің талаптарына сәйкес таңдалады.

Фосфат буферін дайындау ақаулықтарын жою

Дайындық кезінде кездесетін кейбір мәселелер Фосфат буферлері Оларды қалай шешуге болады:

• рН тұрақты емес:

  • РН өлшегіштің дұрыс калибрленгеніне көз жеткізіңіз. Жаңа калибрлеуді қолданыңыз буферлер және өндірушінің нұсқауларын орындаңыз.
  • Тұтқалардың толығымен ерігеніне көз жеткізіңіз. Араластырыңыз шешім қатты бөлшектер қалмайынша мұқият болыңыз.
  • Жоғары сапалы, таза химиялық заттарды қолданыңыз. Қоспалар әсер етуі мүмкін р жіне Буферлеу қабілеті. Кандтың химиялық құрамы өзін тазалықта.
  • Ластануды тексеріңіз. Шыны ыдысыңыз бен суыңыз таза және ластаушы заттардан босатылғанына көз жеткізіңіз.
  • Сіз барлық компоненттерді қосқансыз ба? Мұның дұрыс екенін тексеріңіз ғибадат барлық компоненттер үшін.

• рН тым жоғары немесе тым төмен:

  • Есептеулеріңізді екі рет тексеріңіз. Дұрыс мөлшерін пайдаланғаныңызға көз жеткізіңіз KH2PO44 жіне K2HPO44.
  • РН-ны мұқият реттеңіз сұйылту ерітінділерін пайдалану KH2PO44 (Төмендету р) немесе K2HPO44 (Көтеру р) немесе сұйылтыңыз Бак немесе Ког жоғарыда сипатталғандай.

• Буфердегі тұнба формалары:

  • Егер буфердің концентрациясы тым жоғары болса, бұл орын алуы мүмкін. Сұйылту көріңіз буфер.
  • Кейбір фосфат тұздары шектеулі ерігішке ие. Ерігіштік шегінен аспайтындығыңызға көз жеткізіңіз тұздар сіз қолданып жатырсыз.
  • Температура ерігішке әсер етуі мүмкін. Кей-бір фосфат Тұтқалар төменгі температурада азаяды.
  • Ластану. СІЗДІҢ ҚҰРМЕТІҢІЗ химиялық Реагенттер ластанудан босатылады, және сіз стерильді жағдайда, сыртқы ластаушы заттардан босатасыз.

• Менің қалаған рН ала алмаймын

  • Егер сіз а хаттама Сіз рН-ға қол жеткізе алмайсыз, қарап көріңіз Интернет. Зерттеу өз тәжірибелерімен бөлісетін ғалымдардың сенімді қоғамдастығы бар және сіз таба аласыз ұғындыру. Егер сіздің нақты фосфат буферіңіз туралы сұрақ болмаса сұрады, саған болады баяндау Сіздің сұрағыңыз ұқсас.

Негізгі жолдар

• KH2PO44 (калий Дихидроген фосфаты) және K2HPO44 (дипотасиум Сутегі фосфаты) негізгі компоненттер болып табылады Фосфат буферлері.
• KH2PO44 қышқыл, ал K2HPO44 негізгі.
• Та пропорция -ден KH2PO44 жіне K2HPO44 анықтайды р соған буфер Шешім.
• Фосфат буферлері тиімді р 6,0-ден 8.0-ге дейін.
• Сен істе аласың Фосфат буферлерін дайындаңыз пайдалану KH2PO44 жіне K2HPO44немесе титрлеу арқылы фосфор қышқылы (H3PO4) күшті негізмен.
• Сақ р Түзету және ақаулықтарды жою сәтті үшін қажет буфер Дайындық.
• Егер сіздің буферден дайындалып жатсаңыз H3PO4 титрі Ког дейін шешім қалаған рН-ға жетеді.
• Бару керек KH2PO44 қарай K2HPO44 сізге керек Қош қосыңыз.
• Кері, пайдалану үшін Бак.

Бұл жан-жақты нұсқаулық түсіну мен қолданудың берік негізін ұсынады Фосфат буферлері Сіздің жұмысыңызда. Әрқашан тәжірибелеріңізге арналған нақты хаттамалар мен қауіпсіздік нұсқаулықтарын әрдайым кеңес алыңыз. Іске сәт.