KH2PO4 dhidi ya K2HPO4: Kuelewa tofauti kuu katika buffers ya phosphate

Nakala hii inaelezea tofauti kati ya KH2PO4 (potasiamu dihydrogen phosphate) na K2HPO4 (dipotassium hydrogen phosphate), sehemu mbili za kawaida za suluhisho la buffer ya phosphate. Tutajielekeza katika mali zao za kemikali, jinsi zinavyofanya kazi katika buffers, na jinsi ya kuchagua moja sahihi kwa mahitaji yako maalum. Ikiwa wewe ni mtafiti aliye na uzoefu au kuanza tu kwenye maabara, kuelewa tofauti hizi ni muhimu kwa matokeo sahihi ya majaribio. Hii ni lazima kusoma Kwa mtu yeyote anayefanya kazi na suluhisho la buffer katika biolojia, kemia, au nyanja zinazohusiana.

Je! Buffer ya phosphate ni nini? Maelezo

A Buffer Suluhisho ni zana muhimu katika majaribio mengi ya kisayansi. Kazi yake kuu ni kupinga mabadiliko katika PH Wakati kiasi kidogo cha asidi au msingi ni imeongezwa. Hii ni muhimu kwa sababu athari nyingi za kemikali, haswa zile zilizo katika mifumo ya kibaolojia, ni nyeti sana kwa mabadiliko ya pH.

Vipunguzo vya phosphate, haswa, hutumiwa sana kwa sababu wanaweza Buffer juu ya anuwai ya maadili ya pH na zinaendana na mifumo mingi ya kibaolojia. Zinafanywa kwa kutumia aina tofauti za fosfati, molekuli ambayo ina fosforasi na oksijeni. Kawaida Phosphate buffer NINI kuwa na mchanganyiko wa KH2PO4 (Potasiamu dihydrogen phosphate) na K2HPO4 (Dipotassium Phosphate ya haidrojeni). Uwiano maalum wa vitu hivi viwili huamua mwisho PH ya Buffer.

Je! Ni tofauti gani kati ya KH2PO4 na K2HPO4?

Ufunguo tofauti kati ya KH2PO4 na K2HPO4 Uongo katika idadi ya haidrojeni (H) atomi wao kuwa na.

• KH2PO4 (Potasiamu dihydrogen phosphate): Kiwanja hiki pia kinajulikana kama monobasic Potasiamu phosphate. Ina mbili haidrojeni atomi. Inapofutwa katika maji, hufanya kama dhaifu asidi, kutoa protoni (H+) kwa Suluhisho.

• K2HPO4 (Dipotassium Hydrogen Phosphate): Kiwanja hiki pia kinajulikana kama dibasic Potasiamu phosphate. Ina moja tu haidrojeni atomi. Inapofutwa katika maji, hufanya kama msingi dhaifu, kukubali protoni (H+) kutoka kwa Suluhisho.

Tofauti hii inayoonekana kuwa ndogo katika muundo wa kemikali husababisha tofauti kubwa katika tabia zao katika suluhisho. KH2PO4 Inachangia mali ya asidi ya Buffer, wakati K2HPO4 inachangia msingi (au alkali) mali.

Je! KH2PO4 na K2HPO4 hufanya kazi pamoja katika suluhisho la buffer?

KH2PO4 na K2HPO4 Fanya kazi pamoja kama jozi ya msingi wa asidi ili kuunda Phosphate buffer. Mmenyuko wa usawa unaweza kuwakilishwa kama ifuatavyo:

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

• KH2PO4 hutoa H2PO4- (Dihydrogen phosphateions.
• K2HPO4 Hutoa HPO42- (Phosphate ya haidrojeniions.

Wakati kiasi kidogo cha asidi (H+) ni imeongezwa kwa Buffer, HPO42- ions huguswa na asidi, kuhama usawa upande wa kushoto na kupunguza mabadiliko katika PH. Wakati kiwango kidogo cha msingi (oh-) ni imeongezwa, H2PO4- ions huguswa na msingi, ikibadilisha usawa kwenda kulia na tena kupunguza mabadiliko katika PH. Uwezo huu wa kupinga mabadiliko ya pH ndio hufanya a Buffer muhimu sana. Uwiano utafanya ADD kwa athari.

Jinsi ya kuandaa suluhisho la buffer ya phosphate na KH2PO4 na K2HPO4?

Kwa Jitayarishe a Phosphate buffer Suluhisho, utahitaji:

1. KH2PO4 (Potasiamu dihydrogen phosphate)
2. K2HPO4 (Dipotassium Phosphate ya haidrojeni)
3. Maji ya maji
4. Mita ya pH
5. Beaker na vifaa vya kuchochea

Hapa kuna utaratibu wa jumla (kila wakati wasiliana na maalum Itifaki kwa unayotaka PH na ukolezi):

1. Amua pH inayotaka na mkusanyiko wa buffer yako. Kwa mfano, unaweza kutaka 0.1m Phosphate buffer kwa pH 7.2.

2. Mahesabu ya kiasi cha KH2PO4 na K2HPO4 inahitajika. Unaweza kutumia Henderson-Hasselbalch mlingano au mkondoni Buffer Calculators kuamua sahihi uwiano ya sehemu mbili. Equation ya Henderson-Hasselbalch ni:
   ph = pKA + logi ([HPO42-]/[H2PO4-]))
   Ambapo PKA ni mara kwa mara inayohusiana na fosfati ion (takriban 7.2 kwa kujitenga kwa pili kwa fosforasi asidi)

3. Mahesabu ya moles ya Kh2PO4 na K2HPO4 kwenye buffer, basi ADD Uzito husika wa molar na hiyo itakuambia ni gramu ngapi za kuongeza kwenye Suluhisho.

4. Kufuta mahesabu ya mahesabu ya KH2PO4 na K2HPO4 kwa kiasi cha maji yaliyosafishwa ambayo ni kidogo kidogo kuliko taka yako ya mwisho kiasi. Kwa mfano, ikiwa unataka lita 1 ya Buffer, anza na karibu 800 ml ya maji.

5. Koroga suluhisho hadi chumvi ifutwe kabisa.

6. Tumia mita ya pH kupima pH ya suluhisho.

7. Ikiwa ni lazima, rekebisha pH kwa kuongeza kiasi kidogo cha suluhisho iliyojilimbikizia ya Kh2PO4 (kupunguza pH) au K2HPO4 (kuinua pH).

8. Mara tu pH inayotaka itakapofikiwa, ongeza maji yaliyosafishwa ili kuleta suluhisho kwa kiasi cha mwisho kinachotaka.

Je! Ni aina gani ya pH ya buffer ya phosphate?

Vipunguzo vya phosphate ni bora zaidi katika PH anuwai ya takriban 6.0 hadi 8.0. Hii ni kwa sababu PKA ya Phosphate ya haidrojeni/Dihydrogen fosfati Usawa ni karibu 7.2. Uwezo wa Buffering ni ya juu wakati PH iko karibu na thamani ya PKA. Ingawa inafanikiwa zaidi karibu na 7.2 inaweza Buffer Katika anuwai ya maadili, pamoja na kidogo alkali 7.4.

Walakini, ni muhimu kutambua kuwa bora Buffer Mbio zinaweza kupanuliwa kidogo kulingana na uvumilivu unaokubalika kwa PH mabadiliko katika programu fulani. A Phosphate buffer bado inaweza kutoa kuakibisha Uwezo nje ya safu hii, lakini haitakuwa na ufanisi katika kupinga PH mabadiliko. Phosphate buffer Mbio ni bora kwa matumizi mengi ya kibaolojia.

Je! Ninachaguaje kati ya KH2PO4 na K2HPO4 kwa jaribio langu?

Uchaguzi kati ya kutumia KH2PO4 au K2HPO4 Peke yake, au kwa pamoja, inategemea kabisa inayotaka PH yako Suluhisho.

• Ikiwa unahitaji asidi Suluhisho, ungetumia kimsingi KH2PO4.
• Ikiwa unahitaji msingi au alkali Suluhisho, ungetumia kimsingi K2HPO4.
• Ikiwa unahitaji upande wowote au karibu-upande wowote PH, utahitaji kutumia a Changanya ya yote mawili KH2PO4 na K2HPO4 kuunda a Buffer. Halisi uwiano Kati ya hizo mbili zitategemea maalum PH Unajaribu kufikia.

Ni nadra kutumia moja tu ya misombo hii katika mpangilio wa utafiti. Mara nyingi, unakusudia kuunda Buffer Suluhisho la kuleta utulivu PH ya majibu au Suluhisho.

Je! Ninaweza kutumia asidi ya fosforasi (H3PO4) kutengeneza buffer ya phosphate?

Ndio, unaweza kutumia asidi ya fosforasi (H3PO4) kwa Jitayarishe a Phosphate buffer. Hata hivyo, asidi ya fosforasi ni triprotic asidi, ikimaanisha ina atomi tatu za hydrojeni ionizable. Hii inasababisha hatua tatu tofauti za kujitenga, kila moja na thamani yake mwenyewe ya PKA:

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

Kutengeneza a Buffer Kutumia H3PO4, kwa kawaida ADD msingi wenye nguvu, kama Koh (Potasiamu hydroxide) au sodiamu hydroxide (NaOH), ili kugeuza sehemu asidi na uunda unayotaka uwiano ya fosfati spishi. Kwa mfano, kuunda a Buffer karibu PH 7, ungefanya ADD Msingi wa kutosha kufikia hatua ya pili ya kujitenga, na kuunda mchanganyiko wa H2PO4- na HPO42-. Buffer eneo la asidi ya fosforasi huenea kwa safu nyingi.

Kutumia H3PO4 inaweza kuwa ngumu zaidi kuliko kutumia KH2PO4 na K2HPO4 moja kwa moja, kwani unahitaji kudhibiti kwa uangalifu kiwango cha msingi imeongezwa kufikia taka PH. Walakini, inaweza kuwa njia muhimu ikiwa unayo tu asidi ya fosforasi Inapatikana, au unataka kuunda a Suluhisho na juu Nguvu ya Ionic.

Kwa nini KH2PO4 ni asidi na K2HPO4 ni ya msingi?

Asidi ya KH2PO4 na msingi wa K2HPO4 inahusiana moja kwa moja na miundo yao ya kemikali na jinsi wanavyoingiliana na maji.

• KH2PO4 (potasiamu dihydrogen phosphate): Wakati KH2PO4 Inatengana katika maji, hujitenga ndani ya K+ ions na H2PO4- ions. Dihydrogen phosphate ioni (H2PO4-) inaweza kufanya kama dhaifu asidi, kutoa proton (H+) kwa maji:
  H2PO4- + H2O ⇌ HPO42- + H3O +
  Uundaji wa H3o+ (hydronium ions) huongeza asidi mkusanyiko katika Suluhisho, na kuifanya asidi.

• K2HPO4 (Phosphate ya Hydrogen ya Dipotassium): Wakati K2HPO4 Inatengana katika maji, hujitenga ndani ya 2K+ ions na HPO42- ions. Hydrogen phosphate ion (HPO42-) inaweza kufanya kama msingi dhaifu, kukubali protoni (H+) kutoka kwa maji:
  HPO42- + H2O ⇌ H2PO4- + OH-
  Uundaji wa OH- (hydroxide ions) huongeza msingi ukolezi katika Suluhisho, kuifanya iwe ya msingi au alkali.

Jinsi ya kurekebisha pH ya buffer ya phosphate?

Kurekebisha PH ya a Phosphate buffer ni ya kawaida Mbinu katika maabara. Hapa kuna jinsi ya kuifanya:

1. Pima pH ya awali: Tumia mita ya pH iliyo na kipimo kupima kwa usahihi PH yako Buffer Suluhisho.
2. Amua juu ya mwelekeo wa marekebisho: Amua ikiwa unahitaji kuongeza au kupungua PH.
3. Ongeza suluhisho linalofaa:
   • Ili kupunguza pH (kuifanya iwe na asidi zaidi): Polepole ADD dilute Suluhisho ya KH2PO4 au dilute Suluhisho ya nguvu asidi kama HCl (Hydrochloric asidi), wakati unaendelea kuangalia PH na mita ya pH.
   • Kuinua pH (kuifanya iwe ya msingi/alkali zaidi): Polepole ADD dilute Suluhisho ya K2HPO4 au dilute Suluhisho ya msingi wenye nguvu kama Koh (Potasiamu hydroxide) au NaOH (sodiamu hydroxide), wakati unaendelea kuangalia PH na mita ya pH.
4. Changanya vizuri: Hakikisha Suluhisho imechanganywa vizuri baada ya kila nyongeza.
5. Acha wakati pH inayotaka itafikiwa: Endelea kuongeza marekebisho Suluhisho Katika nyongeza ndogo mpaka mita ya pH isome inayotaka PH Thamani. Kuwa mwangalifu usipindue.

Ujumbe muhimu: Daima ADD marekebisho Suluhisho polepole na kwa kiasi kidogo, wakati unaendelea kuchochea na kuangalia PH. Hii inazuia kali PH mabadiliko na inahakikisha Buffer inadumisha yake Uwezo wa Buffering. Unaweza kurejelea Kand's kemikali ya sodiamu Nyaraka za kuchanganya mazoea bora na kemikali zinazofanana.

Je! Ni matumizi gani ya kawaida ya buffers ya phosphate?

Vipunguzo vya phosphate zinatumika sana na hutumiwa katika anuwai ya matumizi, pamoja na:

• Utafiti wa kibaolojia: Kudumisha PH ya tamaduni za seli, protini suluhisho, na athari za enzyme. Suluhisho la PBS, kwa mfano, ni fosfati Buffered saline.
• Baolojia ya Masi: DNA na RNA uchimbaji, electrophoresis, na zingine Masi Baiolojia Mbinu.
• Biokemia: Kusoma kinetiki za enzyme, protini utakaso, na michakato mingine ya biochemical.
• Kemia: Kama a Buffer katika athari za kemikali na vifungu.
• Sekta ya dawa: Kutengeneza dawa na dawa.
• Viwanda vya Chakula: Kudhibiti PH katika usindikaji wa chakula na uhifadhi.
• Matibabu ya Maji ya Viwanda: Kemikali za Kand hutoa phosphates anuwai ambazo hutumiwa mara nyingi katika matibabu ya maji.

Uwezo wa biocompatibility na tun PH anuwai ya Phosphate buffers Wafanye kuwa zana muhimu katika nyanja nyingi tofauti. Maalum ukolezi na PH ya Buffer itachaguliwa kulingana na mahitaji ya programu fulani.

Kutatua utayarishaji wa buffer ya phosphate

Hapa kuna shida kadhaa za kawaida zilizokutana wakati wa kuandaa Phosphate buffers Na jinsi ya kuzitatua:

• pH sio thabiti:

  • Hakikisha kuwa mita yako ya pH imerekebishwa vizuri. Tumia calibration safi Buffers na fuata maagizo ya mtengenezaji.
  • Hakikisha chumvi zimefutwa kabisa. Koroga Suluhisho kabisa mpaka hakuna chembe ngumu zibaki.
  • Tumia kemikali za hali ya juu, safi. Uchafu unaweza kuathiri PH na Uwezo wa Buffering. Kemikali ya Kand inajivunia juu ya usafi.
  • Angalia uchafuzi. Hakikisha glasi yako na maji ni safi na haina uchafu.
  • Je! Umeongeza vifaa vyote? Angalia kuona kuwa sahihi misa kwa vifaa vyote.

• pH ni ya juu sana au ya chini sana:

  • Angalia mahesabu yako mara mbili. Hakikisha umetumia kiasi sahihi cha KH2PO4 na K2HPO4.
  • Rekebisha pH kwa uangalifu Kutumia suluhisho za kuongeza KH2PO4 (Kupungua PH) au K2HPO4 (Kuinua PH), au kuongeza HCl au Koh kama ilivyoelezwa hapo juu.

• Fomu za precipitate kwenye buffer:

  • Hii inaweza kutokea ikiwa mkusanyiko wa buffer ni juu sana. Jaribu kuongeza Buffer.
  • Chumvi zingine za phosphate zina umumunyifu mdogo. Hakikisha hauzidi kikomo cha umumunyifu wa chumvi unatumia.
  • Joto linaweza kuathiri umumunyifu. Baadhi fosfati Chumvi ni chini ya mumunyifu kwa joto la chini.
  • Uchafuzi. Hakikisha yako kemikali Reagents hazina uchafu, na kwamba unafanya kazi katika hali ya kuzaa, bila uchafu wa nje.

• Haiwezi kupata pH yangu inayotaka

  • Ikiwa umefuata a Itifaki Na haufikii pH iliyoainishwa, jaribu kuangalia kwenye mtandao. Utafiti ina jamii yenye nguvu ya wanasayansi ambao wanashiriki uzoefu wao, na unaweza kupata maelezo. Ikiwa swali juu ya buffer yako maalum ya phosphate haijawa aliuliza, unaweza uhusiano Swali lako kwa sawa.

Njia muhimu za kuchukua

• KH2PO4 (Potasiamu Dihydrogen phosphate) na K2HPO4 (Dipotassium Phosphate ya haidrojeni) ni sehemu muhimu za Phosphate buffers.
• KH2PO4 ni asidi, wakati K2HPO4 ni ya msingi.
• The uwiano ya KH2PO4 na K2HPO4 Huamua PH ya Buffer Suluhisho.
• Vipunguzo vya phosphate ni bora katika PH anuwai ya 6.0 hadi 8.0.
• Unaweza Andaa buffers ya phosphate Kutumia KH2PO4 na K2HPO4, au kwa kugawa asidi ya fosforasi (H3PO4) na msingi wenye nguvu.
• Makini PH Marekebisho na utatuzi wa shida ni muhimu kwa kufanikiwa Buffer maandalizi.
• Ikiwa wako wanaandaa buffer kutoka H3PO4 tengeneza na Koh mpaka Suluhisho hufikia pH inayotaka.
• Kutoka KH2PO4 kwa K2HPO4 Utahitaji Ongeza Koh.
• Kwa reverse, tumia HCl.

Mwongozo huu kamili hutoa msingi madhubuti wa kuelewa na kutumia Phosphate buffers Katika kazi yako. Kumbuka kila wakati kushauriana na itifaki maalum na miongozo ya usalama kwa majaribio yako. Bahati nzuri.