Hvordan lage en fosfatbufferløsning

Andrew Brookes / Getty Images

Målet med en bufferløsning er å bidra til å opprettholde en stabil pH når en liten mengde syre eller base introduseres i en løsning. En fosfatbufferløsning er en hendig buffer å ha rundt, spesielt for biologiske applikasjoner. Fordi fosforsyre har flere dissosiasjonskonstanter, kan du tilberede fosfatbuffere nær hvilken som helst av de tre pH-verdiene, som er på 2,15, 6,86 og 12,32. Bufferen fremstilles oftest ved bruk av mononatriumfosfat og dens konjugatbase, dinatriumfosfat.

Fosfatbuffermaterialer

• Mononatriumfosfat
• Dinatriumfosfat
• Vann
• Fosforsyre for å gjøre pH surere eller natriumhydroksid for å gjøre pH mer alkalisk
• pH-meter
• Glassvarer
• Varmeplate med rørestang

Klargjør fosfatbufferen

1. Bestem konsentrasjonen av bufferen. Hvis du lager en konsentrert bufferløsning, kan du fortynne den etter behov
2. Bestem pH for bufferen din. Denne pH bør være innenfor én pH-enhet fra pKa til syre/konjugatbasen. Så du kan forberede en buffer ved pH 2 eller pH 7, for eksempel, men pH 9 vil presse den.
3. Bruke Henderson-Hasselbach ligning for å beregne hvor mye syre og base du trenger. Du kan forenkle regnestykket hvis du lager 1 liter buffer. Velg pKa-verdien som er nærmest pH-verdien til bufferen. Hvis du for eksempel vil at pH i bufferen skal være 7, bruk pKa på 6,9: pH = pKa + log ([Base]/[Acid])
   forholdet [base]/[syre] = 1,096
   Molariteten til bufferen er summen av molaritetene til syren og konjugert base eller summen av [Acid] + [Base]. For en 1 M buffer (valgt for å gjøre beregningen enkel), [Acid] + [Base] = 1.
   [Base] = 1 - [Syre].
   Bytt dette inn i forholdet og løs:
   [Base] = 0,523 mol/L.
   Løs nå for [Acid]: [Base] = 1 - [Acid], så [Acid] = 0,477 mol/L.
4. Forbered løsningen ved å blande 0,477 mol mononatriumfosfat og 0,523 mol dinatriumfosfat i litt mindre enn en liter vann.
5. Sjekk pH ved hjelp av a pH-meter og juster pH etter behov ved å bruke fosforsyre eller natriumhydroksid.
6. Når du har nådd ønsket pH, tilsett vann for å bringe det totale volumet av fosforsyrebuffer til 1 L.
7. Hvis du forberedte denne bufferen som en lagerløsning , kan du fortynne den for å lage buffere ved andre konsentrasjoner, for eksempel 0,5 M eller 0,1 M.

Fordeler og ulemper med fosfatbuffere

De to viktigste fordelene med fosfatbuffere er at fosfat er svært løselig i vann og at det har en ekstremt høy bufferkapasitet. Disse kan imidlertid oppveies av visse ulemper i enkelte situasjoner.

• Fosfater hemmer enzymatiske reaksjoner.
• Fosfat utfelles i etanol, så det kan ikke brukes i preparater for å utfelle DNA eller RNA.
• Fosfater sekvestrerer toverdige kationer (f.eks. Ca²⁺og Mg²⁺).