KH2PO4 vs K2HPO4: Nifhmu d-differenzi ewlenin fil-buffers tal-fosfat

Dan l-artikolu jispjega d-differenzi bejn KH2PO4 (potassju dihydrogen fosfat) u K2HPO4 (dipotassju idroġenu fosfat), żewġ komponenti komuni ta 'soluzzjonijiet ta' buffer tal-fosfat. Aħna ser nidħlu fil-proprjetajiet kimiċi tagħhom, kif jiffunzjonaw fil-bafers, u kif nagħżlu dak it-tajjeb għall-bżonnijiet speċifiċi tiegħek. Sew jekk int riċerkatur imħawwar jew kemm tibda fil-laboratorju, il-fehim ta 'dawn id-distinzjonijiet huwa vitali għal riżultati sperimentali preċiżi. Dan huwa trid tinqara għal kull min jaħdem ma 'soluzzjonijiet buffer fil-bijoloġija, kimika, jew oqsma relatati.

X'inhu buffer tal-fosfat? Spjegazzjoni

A buffer Is-soluzzjoni hija għodda kruċjali f'ħafna esperimenti xjentifiċi. Ix-xogħol ewlieni tiegħu huwa li tirreżisti l-bidliet fi pH Meta ammonti żgħar ta ' aċidu jew bażi huma miżjud- Dan huwa importanti minħabba li ħafna reazzjonijiet kimiċi, speċjalment dawk fis-sistemi bijoloġiċi, huma sensittivi ħafna għall-bidliet tal-pH.

Buffers tal-fosfat, b'mod partikolari, jintużaw ħafna għax jistgħu buffer fuq firxa ta 'valuri tal-pH u huma kompatibbli ma' ħafna sistemi bijoloġiċi. Huma magħmula bl-użu ta 'forom differenti ta' Fosfat, molekula li fiha fosfru u ossiġnu. Tipiku buffer tal-fosfat jista ' fihom taħlita ta ' KH2PO4 (fosfat tal-potassju dihydrogen) u K2HPO4 (Dipotassju fosfat tal-idroġenu). Il-proporzjon speċifiku ta 'dawn iż-żewġ komponenti jiddetermina l-finali pH tal buffer.

X'inhi d-differenza bejn KH2PO4 u K2HPO4?

Iċ-ċavetta differenza bejn KH2PO4 u K2HPO4 tinsab fin-numru ta ' idroġenu (H) Atomi huma fihom.

• KH2PO4 (Fosfat tal-Potassju Dihydrogen): Dan il-kompost huwa magħruf ukoll bħala Monobasic Fosfat tal-potassju- Għandu tnejn idroġenu atomi. Meta jinħall fl-ilma, jaġixxi bħala dgħajjef aċidu, donazzjoni ta 'proton (h +) lill - soluzzjoni.

• K2HPO4 (Dipotassju idroġenu fosfat): Dan il-kompost huwa magħruf ukoll bħala dibasic Fosfat tal-potassju- Għandu wieħed biss idroġenu atomu. Meta jinħall fl-ilma, jaġixxi bħala bażi dgħajfa, jaċċetta proton (H +) mill - soluzzjoni.

Din id-differenza apparentement żgħira fl-istruttura kimika twassal għal differenzi sinifikanti fl-imġieba tagħhom fis-soluzzjoni. KH2PO4 jikkontribwixxi għall - proprjetajiet aċidużi tal - buffer, waqt K2HPO4 jikkontribwixxi għall-bażi (jew alkalini) proprjetajiet.

Kif jaħdmu KH2PO4 u K2HPO4 flimkien f'soluzzjoni buffer?

KH2PO4 u K2HPO4 naħdmu flimkien bħala par konjugat ta 'aċidu-bażi biex noħolqu buffer tal-fosfat- Ir-reazzjoni tal-ekwilibriju tista 'tkun irrappreżentata kif ġej:

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

• KH2PO4 jipprovdi l-H2PO4- (Fosfat tad-dihydrogen) joni.
• K2HPO4 jipprovdi l-HPO42- (fosfat tal-idroġenu) joni.

Meta ammont żgħir ta ' aċidu (H +) huwa miżjud lejn buffer, l - HPO42- jonji jirreaġixxu mal - aċidu, Nibdlu l-ekwilibriju fuq ix-xellug u timminimizza l-bidla ġewwa pH- Meta ammont żgħir ta 'bażi ​​(oh-) huwa miżjud, il-jonji H2PO4 jirreaġixxu mal-bażi, ibiddlu l-ekwilibriju fuq il-lemin u mill-ġdid jimminimizzaw il-bidla ġewwa pH- Din il-ħila li tirreżisti bidliet fil-pH hija dak li jagħmel buffer tant utli. Il-proporzjon se Żid bl-effett.

Kif tipprepara soluzzjoni buffer tal-fosfat ma 'KH2PO4 u K2HPO4?

Biex Ipprepara a buffer tal-fosfat Soluzzjoni, ser ikollok bżonn:

1. KH2PO4 (Fosfat tad-dihydrogen tal-potassju)
2. K2HPO4 (Dipotassju fosfat tal-idroġenu)
3. Ilma distillat
4. Miter tal-pH
5. Beakers u tagħmir li jħawwad

Hawnhekk hawn proċedura ġenerali (dejjem ikkonsulta speċifiku protokoll għal tiegħek mixtieq pH u konċentrazzjoni):

1. Iddetermina l-pH mixtieq u l-konċentrazzjoni tal-buffer tiegħek. Pereżempju, tista 'tkun trid 0.1m buffer tal-fosfat f'pH 7.2.

2. Ikkalkula l-ammont ta 'KH2PO4 u K2HPO4 meħtieġ. Tista 'tuża l-Henderson-Hasselbalch ekwazzjoni jew online buffer kalkulaturi biex jiddeterminaw it-tajjeb proporzjon miż-żewġ komponenti. L-ekwazzjoni ta 'Henderson-Hasselbalch hija:
   ph = PKA + log ([HPO42 -] / [H2PO4-])
   Fejn il - PKA hija kostanti relatata mal - Fosfat joni (bejn wieħed u ieħor 7.2 għat-tieni dissoċjazzjoni tal-fosforika aċidu).

3. Ikkalkula l-moles ta 'KH2PO4 u K2HPO4 fil-buffer, allura Żid il-piż molari rispettiv u dak jgħidlek kemm grammi żżid mal- soluzzjoni.

4. Dewweb il - mases ikkalkulati ta ' KH2PO4 u K2HPO4 f'volum ta 'ilma distillat li huwa kemmxejn inqas mill-aħħar mixtieq tiegħek volum- Pereżempju, jekk trid 1 litru ta ' buffer, ibda b'madwar 800 ml ta 'ilma.

5. Ħawwad is-soluzzjoni sakemm il-melħ jinħall kompletament.

6. Uża meter tal-pH biex tkejjel il-pH tas-soluzzjoni.

7. Jekk meħtieġ, aġġusta l-pH billi żżid ammonti żgħar ta 'soluzzjoni kkonċentrata ta' KH2PO4 (biex tbaxxi l-pH) jew K2HPO4 (biex tgħolli l-pH).

8. Ladarba jintlaħaq il-pH mixtieq, żid ilma distillat biex iġġib is-soluzzjoni għall-volum mixtieq finali.

X'inhi l-firxa tal-pH ta 'buffer tal-fosfat?

Buffers tal-fosfat huma l - iktar effettivi fil - pH firxa ta 'madwar 6.0 sa 8.0. Dan għaliex il - PKA tal - fosfat tal-idroġenu/ dihydrogen Fosfat L-ekwilibriju huwa ta 'madwar 7.2. Il Kapaċità tal-buffering huwa l-ogħla meta pH huwa qrib il-valur PKA. Għalkemm huwa l-iktar effettiv kważi 7.2 jista ' buffer f'firxa ta 'valuri, inkluż ftit alkalini 7.4.

Madankollu, huwa importanti li wieħed jinnota li l-effettiv buffer firxa tista 'tkun kemmxejn estiża skont it-tolleranza aċċettabbli għal pH bidla f'applikazzjoni partikolari. A buffer tal-fosfat Jista 'xorta jipprovdi ftit buffering kapaċità barra minn din il-firxa, iżda se tkun inqas effettiva biex tirreżisti pH bidliet. Il buffer tal-fosfat Il-firxa hija ideali għal ħafna applikazzjonijiet bijoloġiċi.

Kif nagħżel bejn KH2PO4 u K2HPO4 għall-esperiment tiegħi?

L-għażla bejn l-użu KH2PO4 jew K2HPO4 waħdu, jew flimkien, jiddependi kompletament fuq dak mixtieq pH ta 'tiegħek soluzzjoni.

• Jekk għandek bżonn aċiduż soluzzjoni, tuża primarjament KH2PO4.
• Jekk għandek bżonn bażiku jew alkalini soluzzjoni, tuża primarjament K2HPO4.
• Jekk għandek bżonn newtrali jew kważi newtrali pH, ser ikollok bżonn tuża ħawwad tat-tnejn KH2PO4 u K2HPO4 biex toħloq a buffer- L-eżatt proporzjon mit-tnejn jiddependu fuq l-ispeċifiku pH qed tipprova tikseb.

Huwa rari li tuża wieħed biss minn dawn il-komposti f'ambjent ta 'riċerka. Ħafna drabi, qed timmira li toħloq buffer soluzzjoni biex tistabbilizza pH ta 'reazzjoni jew soluzzjoni.

Nista 'nuża l-aċidu fosforiku (H3PO4) biex nagħmel buffer tal-fosfat?

Iva, tista 'tuża aċidu fosforiku (H3PO4) biex Ipprepara a buffer tal-fosfat- Madankollu, aċidu fosforiku huwa triprotic aċidu, fis-sens li għandha tliet atomi ta 'idroġenu jonizzabbli. Dan iwassal għal tliet passi differenti ta 'dissoċjazzjoni, kull wieħed bil-valur PKA tiegħu stess:

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

Biex tagħmel buffer Uża H3PO4, inti tipikament Żid bażi qawwija, bħal KOH (idrossidu tal-potassju) jew sodju idrossidu (NaOH), biex jinnewtralizza parzjalment aċidu u toħloq il-mixtieq proporzjon ta ' Fosfat speċi. Pereżempju, biex toħloq buffer madwar pH 7, inti Żid Bażi biżżejjed biex tilħaq it-tieni pass ta 'dissoċjazzjoni, li toħloq taħlita ta' H2PO4- u HPO42-. Il buffer Żona għal aċidu fosforiku testendi għal meded multipli.

Uża H3PO4 jista 'jkun aktar kumpless milli tuża KH2PO4 u K2HPO4 direttament, kif għandek bżonn tikkontrolla bir-reqqa l-ammont ta 'bażi miżjud Biex tasal għand il-mixtieq pH- Madankollu, jista 'jkun approċċ utli jekk għandek biss aċidu fosforiku disponibbli, jew trid toħloq soluzzjoni bl-ogħla Qawwa jonika.

Għaliex KH2PO4 huwa aċidu u K2HPO4 huwa bażiku?

L-aċidità ta ' KH2PO4 u l-bażiċità ta ' K2HPO4 jirrelataw direttament mal-istrutturi kimiċi tagħhom u kif jinteraġixxu mal-ilma.

• KH2PO4 (fosfat tal-potassju dihydrogen): Meta KH2PO4 Jinħall fl-ilma, jiddissoċja fi joni K + u joni H2PO4. Il Fosfat tad-dihydrogen joni (H2PO4-) jista 'jaġixxi bħala dgħajjef aċidu, donazzjoni ta 'proton (H +) għall-ilma:
  H2PO4- + H2O ⇌ HPO42- + H3O +
  Il - formazzjoni ta 'h3o + (joni hydronium) iżżid aċidu konċentrazzjoni fil - soluzzjoni, li jagħmilha aċiduża.

• K2HPO4 (dipotassju idroġenu fosfat): Meta K2HPO4 Jinħall fl-ilma, jiddisponi fi joni 2K + u jonji HPO42. Il Ion tal-fosfat tal-idroġenu (HPO42-) jista 'jaġixxi bħala bażi dgħajfa, jaċċetta proton (H +) mill-ilma:
  HPO42- + H2O ⇌ H2PO4- + OH-
  Il-formazzjoni ta 'OH- (joni ta' idrossidu) iżżid il-bażi konċentrazzjoni fil- soluzzjoni, li tagħmilha bażika jew alkalini.

Kif taġġusta l-pH ta 'buffer tal-fosfat?

Aġġustament pH ta ' buffer tal-fosfat huwa komuni teknika fil- laboratorju- Hawn kif tagħmel dan:

1. Kejjel il-pH inizjali: Uża miter tal-pH kalibrat biex tkejjel b'mod preċiż pH ta 'tiegħek buffer soluzzjoni.
2. Iddeċiedi dwar id-direzzjoni tal-aġġustament: Iddetermina jekk għandekx bżonn iżżid jew tnaqqas pH.
3. Żid is-soluzzjoni xierqa:
   • Biex tbaxxi l-pH (tagħmilha iktar aċiduża): Bil-mod Żid dilwit soluzzjoni ta ' KH2PO4 jew dilwit soluzzjoni ta 'qawwi aċidu bħal HCl (Idrokloriku aċidu), waqt li tissorvelja kontinwament pH bil-miter tal-pH.
   • Biex tgħolli l-pH (tagħmilha aktar bażika / alkalina): Bil-mod Żid dilwit soluzzjoni ta ' K2HPO4 jew dilwit soluzzjoni ta 'bażi ​​b'saħħitha bħal KOH (idrossidu tal-potassju) jew NaOH (sodju idrossidu), filwaqt li tissorvelja kontinwament pH bil-miter tal-pH.
4. Ħallat sewwa: Tiżgura soluzzjoni huwa mħallat sew wara kull żieda.
5. Waqqaf meta jintlaħaq il-pH mixtieq: Kompli żżid l-aġġustament soluzzjoni f'żidiet żgħar sakemm il-miter tal-pH jaqra l-mixtieq pH valur. Oqgħod attent li ma taqbiżx.

Nota importanti: Dejjem Żid l-aġġustament soluzzjoni bil-mod u f'ammonti żgħar, waqt li tħawwad kontinwament u tissorvelja l- pH- Dan jipprevjeni drastiku pH jinbidel u jiżgura buffer iżomm tiegħu Kapaċità tal-buffering- Tista 'tirreferi L-aċetat tas-sodju kimiku ta 'Kand Dokumentazzjoni għat-taħlit tal-aħjar prattiki ma 'kimiċi simili.

X'inhuma xi applikazzjonijiet komuni ta 'buffers tal-fosfat?

Buffers tal-fosfat huma oerhört versatili u jintużaw f'firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet, inklużi:

• Riċerka Bijoloġika: Iż-żamma tal - pH ta 'kulturi taċ-ċelloli, proteina soluzzjonijiet, u reazzjonijiet ta 'enzimi. Soluzzjoni PBS, pereżempju, huwa Fosfat melħ buffered.
• Bijoloġija molekulari: DNA u RNA estrazzjoni, elettroforeżi, u oħrajn molekulari Bijoloġija tekniki.
• Bijokimika: Studju tal-kinetika tal-enzima, proteina Purifikazzjoni, u proċessi bijokimiċi oħra.
• Kimika: Bħala buffer f'reazzjonijiet kimiċi u titrazzjonijiet.
• Industrija Farmaċewtika: Formulazzjoni ta 'mediċini u mediċini.
• Industrija tal-Ikel: Kontroll pH fl-ipproċessar u l-preservazzjoni tal-ikel.
• Trattamenti tal-ilma industrijali: Il-kimiċi ta 'Kand joffri varjetà ta' fosfati li ħafna drabi jintużaw fit-trattament tal-ilma.

Il-bijokompatibilità u sintonizzabbli pH firxa ta ' Buffers tal-fosfat Agħmilhom għodda siewja f'ħafna oqsma differenti. L-ispeċifiku konċentrazzjoni u pH tal buffer se jintgħażel abbażi tar-rekwiżiti tal-applikazzjoni partikolari.

Issolvi l-Problemi ta 'Preparazzjoni ta' Buffer tal-Fosfat

Hawn huma xi problemi komuni li jiltaqgħu magħhom meta tħejji Buffers tal-fosfat U kif issolvihom:

• il-pH mhux stabbli:

  • Kun żgur li l-miter tal-pH tiegħek huwa kkalibrat sewwa. Uża kalibrazzjoni friska buffers U segwi l-istruzzjonijiet tal-manifattur.
  • Tiżgura li l-melħ jinħall kompletament. Ħawwad il- soluzzjoni Sħiħ sakemm ma jibqgħu l-ebda partiċelli solidi.
  • Uża kimiċi ta 'kwalità għolja. L - impuritajiet jistgħu jaffettwaw pH u Kapaċità tal-buffering. Il-kimika ta 'Kand tiftaħar bil-purità.
  • Iċċekkja jekk hemmx kontaminazzjoni. Kun żgur li l-oġġetti tal-ħġieġ u l-ilma tiegħek huma nodfa u ħielsa minn kontaminanti.
  • Żidt il-komponenti kollha? Iċċekkja biex tara li t-tajjeb massa għall-komponenti kollha.

• Il-pH huwa għoli wisq jew baxx wisq:

  • Iċċekkja darbtejn il-kalkoli tiegħek. Kun żgur li użajt l-ammonti korretti ta ' KH2PO4 u K2HPO4.
  • Aġġusta l-pH bir-reqqa Uża soluzzjonijiet dilwiti ta ' KH2PO4 (biex tbaxxi pH) jew K2HPO4 (biex tgħolli pH), jew iddilwixxi HCl jew KOH kif deskritt hawn fuq.

• Preċipita formoli fil-buffer:

  • Dan jista 'jiġri jekk il-konċentrazzjoni tal-bafer tkun għolja wisq. Ipprova dilwit buffer.
  • Xi mluħa tal-fosfat għandhom solubilità limitata. Kun żgur li m'intix taqbeż il - limitu tas-solubilità tal - Melħ qed tuża.
  • It-temperatura tista 'taffettwa s-solubilità. Uħud Fosfat L-imluħa huma inqas solubbli f'temperaturi aktar baxxi.
  • Kontaminazzjoni- Kun żgur tiegħek kimika Ir-reaġenti huma ħielsa mill-kontaminazzjoni, u li qed taħdem f'kundizzjonijiet sterili, ħielsa minn kontaminanti barra.

• Ma nistax nikseb il-pH mixtieq tiegħi

  • Jekk segwejt protokoll U m'intix qed tikseb il-pH iddikjarat, ipprova tfittex fuq il - Internet. ResearchGate Għandha komunità b'saħħitha ta 'xjenzati li qed jaqsmu l-esperjenzi tagħhom, u tista' ssib spjegazzjoni- Jekk il-mistoqsija dwar il-buffer speċifiku tal-fosfat tiegħek ma kinitx Mistoqsi, tista ' jirrelataw il-mistoqsija tiegħek għal waħda simili.

Takeaways Ewlenin

• KH2PO4 (Potassju Fosfat tad-dihydrogen) u K2HPO4 (Dipotassju fosfat tal-idroġenu) huma komponenti ewlenin ta ' Buffers tal-fosfat.
• KH2PO4 huwa aċiduż, waqt li K2HPO4 huwa bażiku.
• Il proporzjon ta ' KH2PO4 u K2HPO4 jiddetermina l- pH tal buffer soluzzjoni.
• Buffers tal-fosfat huma effettivi fil - pH firxa ta '6.0 sa 8.0.
• Tista ' Ipprepara buffers tal-fosfat Uża KH2PO4 u K2HPO4, jew bit-titrazzjoni aċidu fosforiku (H3PO4) b'bażi ​​qawwija.
• Bir-reqqa pH L-aġġustament u s-soluzzjoni tal-problemi huma essenzjali għas-suċċess buffer preparazzjoni.
• Jekk tiegħek qed tħejji l-buffer minn H3PO4 titra ma ' KOH sa. soluzzjoni jilħaq il-pH mixtieq.
• Biex tmur minn KH2PO4 biex K2HPO4 Ikollok bżonn Żid KOH.
• Għal wara, uża HCl.

Din il-gwida komprensiva tipprovdi bażi soda għall-fehim u l-użu Buffers tal-fosfat fix-xogħol tiegħek. Ftakar li dejjem tikkonsulta protokolli speċifiċi u linji gwida ta 'sigurtà għall-esperimenti tiegħek. Xorti tajba.