KH2PO4 наспроти K2HPO4: Разбирање на клучните разлики во тампоните на фосфат

Оваа статија ги објаснува разликите помеѓу KH2PO4 (калиум дихидроген фосфат) и K2HPO4 (дипотасиум водороден фосфат), две вообичаени компоненти на фосфатните тампон раствори. Elsе истражуваме во нивните хемиски својства, како тие функционираат во тампони и како да го изберат вистинскиот за вашите специфични потреби. Без разлика дали сте сезонски истражувач или само што започнувате во лабораторијата, разбирањето на овие разлики е од витално значење за точни експериментални резултати. Ова е а мора да се прочита За секој што работи со тампон решенија во биологија, хемија или сродни полиња.

Што е тампон за фосфат? Објаснување

A тампон Решението е клучна алатка во многу научни експерименти. Неговата главна работа е да се спротивстави на промените во ph Кога мали количини на киселина или базата се Додадено. Ова е важно затоа што многу хемиски реакции, особено оние во биолошките системи, се многу чувствителни на промените во pH вредноста.

Тампони со фосфат, особено, се широко користени затоа што можат тампон Во текот на голем број на вредности на pH и се компатибилни со многу биолошки системи. Тие се направени со употреба на различни форми на фосфат, молекула што содржи фосфор и кислород. Типичен фосфат тампон Меј содржат мешавина од KH2PO4 (калиум дихидроген фосфат) и K2HPO4 (Дипотасиум водороден фосфат). Специфичниот сооднос на овие две компоненти го одредува финалето ph на тампон.

Која е разликата помеѓу KH2PO4 и K2HPO4?

Клучот разлика помеѓу KH2PO4 и K2HPO4 лежи во бројот на водород (Ж) Атоми тие содржат.

• KH2PO4 (Калиум дихидроген фосфат): Ова соединение е познато и како монобаски калиум фосфат. Има две водород атоми. Кога се раствора во вода, делува како слаб киселина, донирање на протон (H+) на решение.

• K2HPO4 (Дипотасиум водород фосфат): Ова соединение е познато и како Дибазиќ калиум фосфат. Има само еден водород атом. Кога се раствора во вода, делува како слаба основа, прифаќајќи протон (H+) од решение.

Оваа навидум мала разлика во хемиската структура доведува до значителни разлики во нивното однесување во растворот. KH2PO4 придонесува за кисели својства на тампон, додека K2HPO4 придонесува за основните (или алкална) својства.

Како функционираат KH2PO4 и K2HPO4 заедно во тампон решение?

KH2PO4 и K2HPO4 работат заедно како конјугат киселински базен пар за да се создаде a фосфат тампон. Реакцијата на рамнотежа може да биде претставена на следниов начин:

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

• KH2PO4 обезбедува H2PO4- (Дихидроген фосфат) јони.
• K2HPO4 обезбедува HPO42- (водороден фосфат) јони.

Кога мала количина на киселина (H+) е Додадено до тампон, јони HPO42 реагираат со киселина, менување на рамнотежата лево и минимизирање на промената во ph. Кога е мала количина база (ох-) Додадено, јони H2PO4 реагираат со основата, менувајќи ја рамнотежата надесно и повторно ја минимизираат промената во ph. Оваа способност да се спротивстави на промените во pH е она што го прави А. тампон Толку корисно. Односот ќе додадете во ефект.

Како да подготвите фосфат тампон раствор со KH2PO4 и K2HPO4?

До Подгответе се a фосфат тампон Решение, ќе ви треба:

1. KH2PO4 (Калиум дихидроген фосфат)
2. K2HPO4 (Дипотасиум водороден фосфат)
3. Дестилирана вода
4. Мерач на pH
5. Пилиња и опрема за мешање

Еве општа постапка (секогаш консултирајте се со специфична протокол За вашиот посакуван ph и концентрација):

1. Одредете ја посакуваната pH вредност и концентрацијата на вашиот тампон. На пример, можеби ќе сакате 0,1 милиони фосфат тампон на pH 7.2.

2. Пресметајте ја количината на KH2PO4 и K2HPO4 потребни. Можете да го користите Хендерсон-Хаселбалч равенка или преку Интернет тампон калкулатори за да се утврди точната сооднос од двете компоненти. Равенката Хендерсон-Хаселбалч е:
   pH = PKA + дневник ([HPO42-]/[H2PO4-]))
   Каде што PKA е константа поврзана со фосфат Јон (приближно 7,2 за втора дисоцијација на фосфорна киселина).

3. Пресметајте ги моловите на KH2PO4 и K2HPO4 во тампон, тогаш додадете соодветната моларна тежина и тоа ќе ви каже колку грамови да додадат на решение.

4. Растворете пресметаните маси на KH2PO4 и K2HPO4 во обем на дестилирана вода што е малку помалку од вашата последна посакувана волумен. На пример, ако сакате 1 литар од тампон, започнете со околу 800 мл на вода.

5. Промешајте го растворот додека солите не се растворат целосно.

6. Користете pH метар за мерење на pH на растворот.

7. Доколку е потребно, прилагодете ја pH вредноста со додавање на мали количини на концентриран раствор или KH2PO4 (за да се намали pH) или K2HPO4 (за да се подигне pH).

8. Откако ќе се достигне посакуваната pH вредност, додадете дестилирана вода за да го донесете растворот до конечниот посакуван волумен.

Кој е pH опсегот на тампон за фосфат?

Тампони со фосфат се најефикасни во ph Опсег од приближно 6,0 до 8.0. Ова е затоа што pka на водороден фосфат/дихидроген фосфат Рамнотежата е околу 7,2. На капацитет за тампонирање е највисоко кога ph е близу до вредноста на PKA. Иако е најефикасно близу 7,2, може тампон во голем број на вредности, вклучувајќи го и малку алкална 7.4.

Сепак, важно е да се напомене дека е ефикасно тампон опсегот може да биде малку проширен во зависност од прифатливата толеранција за ph промена во одредена апликација. А фосфат тампон сè уште може да обезбеди некои тампонирање капацитет надвор од овој опсег, но ќе биде помалку ефикасен во однос на спротивставувањето ph промени. На фосфат тампон Опсегот е идеален за многу биолошки апликации.

Како да избирам помеѓу KH2PO4 и K2HPO4 за мојот експеримент?

Изборот помеѓу користењето KH2PO4 или K2HPO4 сам, или во комбинација, зависи целосно од посакуваната ph на твоето решение.

• Ако ви треба киселина решение, вие би користеле првенствено KH2PO4.
• Ако ви треба основно или алкална решение, вие би користеле првенствено K2HPO4.
• Ако ви треба неутрален или скоро неутрален ph, ќе треба да користите а измешајте и на двете KH2PO4 и K2HPO4 да се создаде а тампон. Точната сооднос од двајцата ќе зависи од специфичните ph Вие се обидувате да постигнете.

Ретко е да се користи само едно од овие соединенија во амбиент за истражување. Најчесто, имате за цел да создадете А. тампон решение за стабилизирање на ph на реакција или решение.

Може ли да користам фосфорна киселина (H3PO4) за да направам тампон за фосфат?

Да, можете да користите фосфорна киселина (H3PO4) до Подгответе се a фосфат тампон. Сепак, фосфорна киселина е трипротичен киселина, што значи дека има три јонизирачки атоми на водород. Ова доведува до три различни чекори за дисоцијација, секој со своја PKA вредност:

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

Да се ​​направи а тампон Користење H3PO4, ти обично би додадете силна основа, како Кох (калиум хидроксид) или натриум хидроксид (NaOH), делумно да го неутрализира киселина и создадете ја посакуваната сооднос од фосфат видови. На пример, да се создаде а тампон Околу ph 7, би додадете Доста основа за да се постигне вториот чекор на дисоцијација, создавајќи мешавина од H2PO4- и HPO42-. На тампон зона за фосфорна киселина се протега на повеќе опсези.

Користење H3PO4 може да биде покомплексен од користењето KH2PO4 и K2HPO4 директно, бидејќи треба внимателно да ја контролирате количината на базата Додадено да стигне до посакуваната ph. Сепак, може да биде корисен пристап ако имате само фосфорна киселина достапно, или сакаат да создадат а решение со повисоко Јонска сила.

Зошто KH2PO4 е киселина и K2HPO4 е основен?

Киселоста на KH2PO4 и основноста на K2HPO4 се однесуваат директно на нивните хемиски структури и како тие комуницираат со водата.

• KH2PO4 (калиум дихидроген фосфат): Кога KH2PO4 се раствора во вода, се разделува во јони k+ и h2po4-јони. На Дихидроген фосфат Јон (H2PO4-) може да дејствува како слаб киселина, донирање на протон (H+) на вода:
  H2PO4- + H2O ⇌ HPO42- + H3O +
  Формирањето на H3O+ (хидрониум јони) го зголемува киселина концентрација во решение, што го прави кисело.

• K2HPO4 (дипотасиум водороден фосфат): Кога K2HPO4 се раствора во вода, се разделува во јони 2K+ и HPO42-јони. На Водород фосфат јон (HPO42-) може да дејствува како слаба основа, прифаќајќи протон (H+) од вода:
  HPO42- + H2O ⇌ H2PO4- + OH-
  Формирањето на OH- (хидроксид јони) ја зголемува основата концентрација во решение, правејќи го тоа основно или алкална.

Како да ја прилагодите pH вредноста на тампон со фосфат?

Прилагодување на ph на а фосфат тампон е вообичаен техника во лабораторија. Еве како да го направите тоа:

1. Измерете ја почетната pH: Користете калибриран pH метар за точно да го измерите ph на твоето тампон решение.
2. Одлучете за насоката на прилагодување: Утврди дали треба да го зголемите или намалите ph.
3. Додадете го соодветното решение:
   • Да се ​​намали pH вредноста (направете ја повеќе кисела): Полека додадете разредена решение од KH2PO4 или разреден решение на силен киселина Како HCl (ХИДРОКЛОРНА киселина), додека постојано го следи ph со мерач на pH.
   • За да ја подигнете pH вредноста (направете ја поосновна/алкална): Полека додадете разредена решение од K2HPO4 или разреден решение на силна основа како Кох (калиум хидроксид) или NaOH (натриум хидроксид), додека постојано го следи ph со мерач на pH.
4. Темелно измешајте: Обезбедете го решение е добро измешано по секое додавање.
5. Застанете кога ќе се достигне посакуваната pH вредност: Продолжете со додавање на прилагодување решение во мали зголемувања сè додека мерачот на pH не ги прочита посакуваните ph вредност. Бидете внимателни да не ги надминете.

Важна белешка: Секогаш додадете прилагодување решение полека и во мали количини, додека постојано мешаат и следат ph. Ова спречува драстично ph се менува и обезбедува тампон го одржува своето капацитет за тампонирање. Можете да се повикате Хемиски натриум ацетат на Канд Документација за мешање на најдобри практики со слични хемикалии.

Кои се некои вообичаени апликации на фосфатните тампони?

Тампони со фосфат се неверојатно разноврсни и се користат во широк спектар на апликации, вклучувајќи:

• Биолошко истражување: Одржување на ph на клеточни култури, протеини решенија и реакции на ензим. Решение за PBS, на пример, е фосфат Бафериран солен.
• Молекуларна биологија: ДНК и РНК екстракција, електрофореза и други молекуларен Биологија техники.
• Биохемија: Проучување на кинетиката на ензимот, протеини Прочистување и други биохемиски процеси.
• Хемија: Како а тампон во хемиски реакции и титрации.
• Фармацевтска индустрија: Формулирање на лекови и лекови.
• Прехранбена индустрија: Контролирање ph во преработка и зачувување на храна.
• Индустриски третмани со вода: Хемикалиите на Канд нудат различни фосфати кои често се користат при третман на вода.

Биокомпатибилноста и прилагодливата ph опсег на тампони со фосфат Направете ги вредна алатка во многу различни полиња. Специфичниот концентрација и ph на тампон ќе биде избран врз основа на барањата на одредена апликација.

Подготовка за смена на проблеми со фосфат тампон

Еве неколку вообичаени проблеми со кои се соочуваат при подготовката тампони со фосфат И како да ги решите:

• pH не е стабилна:

  • Осигурете се дека вашиот мерач на pH е правилно калибриран. Користете свежа калибрација тампони и следете ги упатствата на производителот.
  • Осигурете се дека солите се целосно растворени. Промешајте го решение темелно додека не останат цврсти честички.
  • Користете висококвалитетни, чисти хемикалии. Нечистотиите можат да влијаат на ph и капацитет за тампонирање. Хемиката на Канд се гордее со чистотата.
  • Проверете за загадување. Осигурете се дека стаклените производи и водата се чисти и без загадувачи.
  • Дали ги додадовте сите компоненти? Проверете за да видите дека е точно маса За сите компоненти.

• pH е премногу висока или премногу ниска:

  • Двојно проверете ги вашите пресметки. Проверете дали сте ги користеле точните количини на KH2PO4 и K2HPO4.
  • Внимателно прилагодете ја pH вредноста користејќи разредени решенија на KH2PO4 (да се спушти ph) или K2HPO4 (да се подигне ph), или разреди HCl или Кох како што е опишано погоре.

• Преципитивни форми во тампон:

  • Ова може да се случи ако концентрацијата на тампон е превисока. Обидете се да го разредите тампон.
  • Некои соли на фосфат имаат ограничена растворливост. Осигурете се дека не ја надминувате границата на растворливост на соли Вие користите.
  • Температурата може да влијае на растворливоста. Некои фосфат Солите се помалку растворливи на пониски температури.
  • Контаминација. Бидете сигурни дека вашиот Хемиски Реагенсите се ослободени од загадување и дека работите во стерилни услови, ослободени од надворешни загадувачи.

• Не можам да ја добијам мојата посакувана pH вредност

  • Ако следевте а протокол и не ја постигнувате наведената pH вредност, обидете се да ја разгледате Интернет. Истражување има стабилна заедница на научници кои ги споделуваат своите искуства и може да најдете објаснување. Ако не било прашањето за вашиот специфичен тампон за фосфат праша, може се однесуваат Вашето прашање до слично.

Клучни превземања

• KH2PO4 (калиум Дихидроген фосфат) и K2HPO4 (Дипотасиум водороден фосфат) се клучни компоненти на тампони со фосфат.
• KH2PO4 е кисела, додека K2HPO4 е основно.
• На сооднос од KH2PO4 и K2HPO4 го одредува ph на тампон решение.
• Тампони со фосфат се ефикасни во ph Опсег од 6,0 до 8.0.
• Можеш Подгответе тампони за фосфат Користење KH2PO4 и K2HPO4, или со титрирање фосфорна киселина (H3PO4) со силна основа.
• Внимателно ph Прилагодувањето и смена на проблеми се неопходни за успешно тампон подготовка.
• Ако го подготвувате тампон од H3PO4 титрира со Кох до решение достигнува посакуваната pH вредност.
• Да одам од KH2PO4 до K2HPO4 ќе треба Додај Кох.
• За обратното, користете HCl.

Овој сеопфатен водич обезбедува цврста основа за разбирање и користење тампони со фосфат во вашата работа. Запомнете секогаш да се консултирате со специфични протоколи и упатства за безбедност за вашите експерименти. Среќно.