KH2PO4 ve K2HPO4: Fosfat tamponlarındaki temel farklılıkları anlamak

Bu makale, fosfat tampon çözeltilerinin iki yaygın bileşeni olan KH2PO4 (potasyum dihidrojen fosfat) ve K2HPO4 (dipotassyum hidrojen fosfat) arasındaki farkları açıklamaktadır. Kimyasal özelliklerini, tamponlarda nasıl işlev gördüklerini ve özel ihtiyaçlarınız için doğru olanı nasıl seçeceğimizi araştıracağız. İster deneyimli bir araştırmacı olun, ister yeni başlıyor olun, bu ayrımları anlamak doğru deneysel sonuçlar için hayati önem taşır. Bu bir okunması gereken Biyoloji, kimya veya ilgili alanlarda tampon çözümleri ile çalışan herkes için.

Fosfat tamponu nedir? Bir Açıklama

A tampon Çözüm birçok bilimsel deneyde önemli bir araçtır. Ana işi, ph Küçük miktarlarda asit veya taban eklemek. Bu önemlidir, çünkü birçok kimyasal reaksiyon, özellikle biyolojik sistemlerde olanlar, pH değişikliklerine çok duyarlıdır.

Fosfat tamponları, özellikle, yaygın olarak kullanılırlar çünkü tampon bir dizi pH değeri üzerinde ve birçok biyolojik sistemle uyumludur. Farklı formlar kullanılarak yapılırlar fosfat, fosfor ve oksijen içeren bir molekül. Tipik fosfat tamponu belki içermek Bir karışımı KH2PO4 (potasyum dihidrojen fosfat) ve K2HPO4 (dipotasyum hidrojen fosfat). Bu iki bileşenin spesifik oranı finali belirler ph ki tampon.

KH2PO4 ve K2HPO4 arasındaki fark nedir?

Anahtar fark arasında KH2PO4 Ve K2HPO4 sayısında yatıyor hidrojen (H) atomlar içermek.

• KH2PO4 (Potasyum dihidrojen fosfat): Bu bileşik, monobazik olarak da bilinir potasyum fosfat. İki tane var hidrojen atomlar. Suda çözündüğünde, zayıf görevi görür asit, bir proton (H+) bağışlamak çözüm.

• K2HPO4 (Dipotasyum hidrojen fosfat): Bu bileşik, dibazik olarak da bilinir potasyum fosfat. Sadece bir tane var hidrojen atom. Suda çözündüğünde, zayıf bir taban görevi görür ve bir proton (H+) kabul eder. çözüm.

Kimyasal yapıdaki bu küçük fark, çözümdeki davranışlarında önemli farklılıklara yol açar. KH2PO4 Asidik özelliklere katkıda bulunur tampon, sırasında K2HPO4 temel (veya alkalin) özellikler.

KH2PO4 ve K2HPO4 bir tampon çözümünde nasıl çalışır?

KH2PO4 Ve K2HPO4 bir konjugat asit-baz çifti olarak birlikte çalışın fosfat tamponu. Denge reaksiyonu aşağıdaki gibi temsil edilebilir:

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

• KH2PO4 H2PO4- (dihidrojen fosfat) iyonlar.
• K2HPO4 HPO42- (hidrojen fosfat) iyonlar.

Az miktarda asit (H+) eklemek ki tampon, HPO42- asit, dengeyi sola kaydırmak ve değişikliği en aza indirmek ph. Az miktarda taban (OH-) eklemek, H2PO4-üsleri tabanla reaksiyona girer, dengeyi sağa kaydırır ve tekrar değişimi en aza indirir ph. PH değişikliklerine direnme yeteneği, tampon çok kullanışlı. Oran olacak eklemek etkisi için.

KH2PO4 ve K2HPO4 ile bir fosfat tampon çözeltisi nasıl hazırlanır?

İle hazırlanmak a fosfat tamponu Çözüm, ihtiyacınız olacak:

1. KH2PO4 (potasyum dihidrojen fosfat)
2. K2HPO4 (dipotasyum hidrojen fosfat)
3. Damıtılmış su
4. Bir ph metre
5. Beherler ve karıştırma ekipmanı

İşte genel bir prosedür (her zaman belirli bir protokol İstediğiniz için ph Ve konsantrasyon):

1. Tamponunuzun istenen pH'ını ve konsantrasyonunu belirleyin. Örneğin, 0.1 m isteyebilirsiniz. fosfat tamponu PH 7.2'de.

2. Gerekli kh2po4 ve k2hpo4 miktarını hesaplayın. Henderson-Hasselbalch'ı kullanabilirsiniz denklem veya çevrimiçi tampon doğru olanı belirlemek için hesap makineleri oran iki bileşenin. Henderson-Hasselbalch denklemi:
   ph = pka + log ([hpo42-]/[h2po4-])
   PKA'nın sabit olduğu yerde fosfat iyon (fosforik ikinci ayrışma için yaklaşık 7.2 asit).

3. Tamponda KH2PO4 ve K2HPO4 mollerini hesaplayın, ardından eklemek ilgili molar ağırlık ve bu size kaç gram ekleyeceğinizi söyleyecektir. çözüm.

4. Çözmek hesaplanan kitleler KH2PO4 Ve K2HPO4 İstediğiniz sondan biraz daha az damıtılmış su hacminde hacim. Örneğin, 1 litre istiyorsanız tampon, yaklaşık 800 ile başlayın ml su.

5. Tuzlar tamamen çözünene kadar çözeltiyi karıştırın.

6. Çözeltinin pH'ını ölçmek için bir pH metre kullanın.

7. Gerekirse, pH'ı kh2po4 (pH'ı düşürmek için) veya k2hpo4 (pH'ı yükseltmek için) küçük miktarlarda konsantre çözeltisi ekleyerek ayarlayın.

8. İstenen pH'a ulaşıldıktan sonra, çözeltiyi istenen nihai hacme getirmek için damıtılmış su ekleyin.

Bir fosfat tamponunun pH aralığı nedir?

Fosfat tamponları en etkili olan ph Yaklaşık 6.0 ila 8.0 aralığı. Bunun nedeni hidrojen fosfat/dihidrojen fosfat Denge 7.2 civarındadır. . tamponlama kapasitesi en yüksek ph PKA değerine yakındır. En etkili olmasına rağmen 7.2'ye yakın olsa da tampon biraz da dahil olmak üzere bir dizi değerde alkalin 7.4.

Ancak, etkili olduğunu belirtmek önemlidir. tampon Aralık, kabul edilebilir hoşgörülere bağlı olarak biraz genişletilebilir. ph belirli bir uygulamada değişiklik. A fosfat tamponu Hala biraz sağlayabilir tamponlama Bu aralığın dışındaki kapasite, ancak direnmede daha az etkili olacaktır ph Değişiklikler. . fosfat tamponu Aralık birçok biyolojik uygulama için idealdir.

Deneyim için KH2PO4 ve K2HPO4 arasında nasıl seçim yaparım?

Kullanım arasındaki seçim KH2PO4 veya K2HPO4 tek başına veya kombinasyon halinde, tamamen istenenlere bağlıdır ph senin çözüm.

• Bir asidik ihtiyacınız varsa çözüm, öncelikle kullanırsın KH2PO4.
• Bir temel veya alkalin çözüm, öncelikle kullanırsın K2HPO4.
• Nötr veya yakın olmayan bir ph, kullanmanız gerekecek karışım her ikisi de KH2PO4 Ve K2HPO4 yaratmak için tampon. Kesin oran İkisinin özelliğine bağlı ph başarmaya çalışıyorsun.

Bir araştırma ortamında bu bileşiklerden sadece birini kullanmak nadirdir. Çoğu zaman, bir tampon stabilize etmek için çözüm ph bir tepki veya çözüm.

Bir fosfat tamponu yapmak için fosforik asit (H3PO4) kullanabilir miyim?

Evet, kullanabilirsiniz fosforik asit (H3PO4) ile hazırlanmak a fosfat tamponu. Fakat, fosforik asit Triprotiktir asit, yani üç iyonlaştırılabilir hidrojen atomu vardır. Bu, her biri kendi PKA değerine sahip üç farklı ayrışma adımına yol açar:

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

Yapmak için tampon kullanma H3PO4, tipik olarak eklemek Güçlü bir taban, gibi Koh (potasyum hidroksit) veya sodyum hidroksit (NaOH), kısmen nötralize etmek için asit ve istenenleri yarat oran ile ilgili fosfat türler. Örneğin, bir tampon etrafında ph 7, yaparsın eklemek H2PO4- ve HPO42- bir karışım oluşturarak ikinci ayrışma adımına ulaşmak için yeterli taban. . tampon bölmek fosforik asit Birden çok aralığa uzanır.

Kullanma H3PO4 kullanmaktan daha karmaşık olabilir KH2PO4 Ve K2HPO4 Doğrudan, taban miktarını dikkatlice kontrol etmeniz gerektiği gibi eklemek istenenlere ulaşmak için ph. Ancak, sadece varsa yararlı bir yaklaşım olabilir fosforik asit mevcut veya bir çözüm daha yüksek iyonik güç.

KH2PO4 neden asit ve K2HPO4 temeldir?

Asitliği KH2PO4 ve temelliği K2HPO4 Doğrudan kimyasal yapıları ve su ile nasıl etkileşime girdikleri ile ilişkilidir.

• KH2PO4 (potasyum dihidrojen fosfat): Ne zaman KH2PO4 Suda çözülür, K+ iyonlarına ve H2PO4-iyonlarına ayrılır. . dihidrojen fosfat iyon (H2PO4-) zayıf görevi görebilir asit, suya bir proton (H+) bağışlamak:
  H2PO4- + H2O ⇌ HPO42- + H3O +
  H3O+ (hidronyum iyonları) oluşumu, asit konsantrasyon çözüm, asidik yapmak.

• K2HPO4 (dipotasyum hidrojen fosfat): Ne zaman K2HPO4 Suda çözülür, 2K+ iyonlarına ve HPO42-iyonlarına ayrılır. . hidrojen fosfat iyonu (HPO42-) sudan bir proton (H+) kabul ederek zayıf bir baz olarak hareket edebilir:
  HPO42- + H2O ⇌ H2PO4- + OH-
  OH- (hidroksit iyonları) oluşumu, tabanı arttırır konsantrasyon içinde çözüm, temel yapmak veya alkalin.

Bir fosfat tamponunun pH'ı nasıl ayarlanır?

Ayarlamak ph bir fosfat tamponu ortaktır teknik içinde laboratuvar. İşte nasıl yapılacağı:

1. İlk pH'ı ölçün: Doğru bir şekilde ölçmek için kalibre edilmiş bir pH metre kullanın ph senin tampon çözüm.
2. Ayarlama yönüne karar verin: Artırmanız veya azaltmanız gerekip gerekmediğini belirleyin ph.
3. Uygun çözümü ekleyin:
   • PH'ı düşürmek için (daha asidik hale getirmek): Yavaş yavaş eklemek Seyreleşmiş çözüm ile ilgili KH2PO4 veya bir seyreltme çözüm güçlü asit beğenmek HCL (hidroklorik asit), sürekli olarak izlerken ph pH metre ile.
   • PH'ı yükseltmek için (daha temel/alkalin yapmak): Yavaş yavaş eklemek Seyreleşmiş çözüm ile ilgili K2HPO4 veya bir seyreltme çözüm Güçlü bir üs gibi Koh (potasyum hidroksit) veya NaOH (sodyum hidroksit), sürekli olarak izlenir ph pH metre ile.
4. İyice karıştırın: Sağlamak çözüm her eklemeden sonra iyi karıştırılır.
5. İstenen pH'a ulaşıldığında durun: Ayarlamayı eklemeye devam et çözüm pH metre istenene kadar küçük artışlarla ph değer. Aşılmamaya dikkat edin.

Önemli not: Her zaman eklemek ayarlama çözüm Yavaş ve küçük miktarlarda, sürekli olarak karıştırılır ve izlerken ph. Bu sertleşiyor ph değişir ve sağlar tampon korur tamponlama kapasitesi. Referans verebilirsin Kand’in Kimyasal Sodyum Asetat Benzer kimyasallarla en iyi uygulamaların karıştırılması için belgeler.

Fosfat tamponlarının bazı yaygın uygulamaları nelerdir?

Fosfat tamponları inanılmaz derecede çok yönlüdür ve aşağıdakileri içeren çok çeşitli uygulamalarda kullanılır:

• Biyolojik Araştırma: Korumak ph hücre kültürleri, protein Çözeltiler ve enzim reaksiyonları. PBS Çözümü, örneğin, fosfat tamponlu salin.
• Moleküler Biyoloji: DNA ve RNA ekstraksiyon, elektroforez ve diğer moleküler biyoloji teknikler.
• Biyokimya: Enzim kinetiğini incelemek, protein saflaştırma ve diğer biyokimyasal süreçler.
• Kimya: Olarak tampon Kimyasal reaksiyonlarda ve titrasyonlarda.
• İlaç Endüstrisi: İlaç ve ilaçları formüle etmek.
• Gıda Endüstrisi: Denetleme ph gıda işleme ve korumada.
• Endüstriyel Su Tedavileri: Kand’in Kimyasalları çeşitli fosfatlar sunar genellikle su arıtmasında kullanılan.

Biyouyumluluk ve ayarlanabilir ph aralığı fosfat tamponları Onları birçok farklı alanda değerli bir araç haline getirin. Özel konsantrasyon Ve ph ki tampon belirli uygulamanın gereksinimlerine göre seçilecektir.

Fosfat tampon preparatında sorun giderme

İşte hazırlanırken karşılaşılan bazı yaygın sorunlar fosfat tamponları ve bunları nasıl çözecekleri:

• pH kararlı değildir:

  • PH metrenin uygun şekilde kalibre edildiğinden emin olun. Taze kalibrasyon kullanın tamponlar ve üreticinin talimatlarını takip edin.
  • Tuzların tamamen çözüldüğünden emin olun. Karıştırmak çözüm Hiçbir katı parçacık kalana kadar iyice.
  • Yüksek kaliteli, saf kimyasallar kullanın. Safsızlıklar etkileyebilir ph Ve tamponlama kapasitesi. Kand’in kimyasalının kendisini saflıktan gurur duyuyor.
  • Kontaminasyon olup olmadığını kontrol edin. Cam eşyalarınızın ve suyunuzun temiz ve kirletici maddeler içermediğinden emin olun.
  • Tüm bileşenleri eklediniz mi? Doğru olduğunu kontrol edin yığın Tüm bileşenler için.

• PH çok yüksek veya çok düşük:

  • Hesaplamalarınızı iki kez kontrol edin. Doğru miktarları kullandığınızdan emin olun KH2PO4 Ve K2HPO4.
  • PH'ı dikkatlice ayarlayın seyreltik çözümleri kullanmak KH2PO4 (Düşürmek için ph) veya K2HPO4 (Yükseltmek için ph) veya seyreltin HCL veya Koh Yukarıda açıklandığı gibi.

• Tampondaki çökelti formları:

  • Bu, tampon konsantrasyonu çok yüksekse olabilir. Seyreltmeyi dene tampon.
  • Bazı fosfat tuzları sınırlı çözünürlüğe sahiptir. Çözünürlük sınırını aşmadığınızdan emin olun. tuzlar kullanıyorsun.
  • Sıcaklık çözünürlüğü etkileyebilir. Bazı fosfat Tuzlar daha düşük sıcaklıklarda daha az çözünür.
  • Kirlenme. Emin ol kimyasal Reaktifler kontaminasyondan arınmıştır ve dış kontaminantlardan arınmış steril koşullarda çalıştığınızdır.

• İstediğim pH'ımı alamıyorum

  • Eğer izlediyseniz protokol ve belirtilen pH'ı başaramıyorsunuz, bakmayı dene internet. Araştırma Gerekçesi deneyimlerini paylaşan sağlam bir bilim adamı topluluğuna sahiptir ve bir açıklama. Belirli fosfat tamponunuzla ilgili soru değilse sorulan, yapabilirsin ilgili olmak Benzer bir sorunuz.

Kilit çıkarımlar

• KH2PO4 (potasyum dihidrojen fosfat) Ve K2HPO4 (dipotasyum hidrojen fosfat) temel bileşenlerdir fosfat tamponları.
• KH2PO4 asidik K2HPO4 temeldir.
• . oran ile ilgili KH2PO4 Ve K2HPO4 belirler ph ki tampon çözüm.
• Fosfat tamponları etkili ph 6.0 ila 8.0 aralığı.
• Yapabilirsiniz Fosfat tamponları hazırlayın kullanma KH2PO4 Ve K2HPO4veya titrek fosforik asit (H3PO4) güçlü bir taban ile.
• Dikkatli olmak ph Başarılı için ayarlama ve sorun giderme gereklidir tampon hazırlık.
• Tamponu hazırlıyorsanız H3PO4 baştan çıkarmak Koh kadar çözüm istenen pH'a ulaşır.
• Gitmek KH2PO4 ile K2HPO4 ihtiyacın olacak Koh ekle.
• Tersine kullanın HCL.

Bu kapsamlı kılavuz, anlama ve kullanma için sağlam bir temel sağlar. fosfat tamponları işinizde. Deneyleriniz için her zaman belirli protokollere ve güvenlik yönergelerine danışmayı unutmayın. İyi şanlar.