Фосфатный буферный раствор
В каких пропорциях следует смешать растворы гидрофосфата натрия и дигидрофосфата калия с концентрацией 0,1
В каких пропорциях следует смешать растворы гидрофосфата натрия и дигидрофосфата калия с концентрацией 0,1 М для получения фосфатного буферного раствора с pH 7,4? Коэффициент диссоциации кислоты (Ka) равен 6,16 * 10^-8.
10.12.2023 18:12
Написать свой ответ:
Пояснение: Фосфатный буферный раствор - это раствор, который используется для поддержания постоянного значения pH в химическом или биологическом эксперименте. В данной задаче нам предлагается смешать растворы гидрофосфата натрия и дигидрофосфата калия для получения буферного раствора с pH 7,4.
Для решения этой задачи мы будем использовать равенство Гендерсона-Хассельбальха (Henderson-Hasselbalch equation): pH = pKa + log ([А-]/[HA]), где pH - значение pH раствора, pKa - отрицательный логарифм постоянной диссоциации кислоты (в данном случае Ka), [А-] - концентрация основания, [HA] - концентрация кислоты.
Из условия задачи известно, что желаемый pH равен 7,4, а значение Ka равно 6,16 * 10^-8. Мы также знаем, что гидрофосфат натрия (Na2HPO4) будет работать в качестве основания (А-) и дигидрофосфат калия (KH2PO4) будет работать в качестве кислоты (HA).
Для рассчетов нам потребуется значение pKa, которое можно рассчитать по формуле pKa = -log10(Ka).
После этого мы можем использовать равенство Гендерсона-Хассельбальха, чтобы рассчитать отношение между концентрациями гидрофосфата натрия и дигидрофосфата калия, необходимое для достижения желаемого pH.
Пример использования:
Шаг 1: Рассчитаем pKa: pKa = -log10(6,16 * 10^-8)
Шаг 2: Используем равенство Гендерсона-Хассельбальха: 7,4 = pKa + log ([А-]/[HA])
Шаг 3: Рассчитаем отношение [А-]/[HA] и найдем соответствующие концентрации гидрофосфата натрия и дигидрофосфата калия для получения фосфатного буферного раствора с pH 7,4.
Совет: Для лучшего понимания задачи и применения равенства Гендерсона-Хассельбальха, полезно понимать, что гидрофосфат натрия является основанием (А-), а дигидрофосфат калия является кислотой (HA) в этой реакции.
Упражнение: Если желаемое значение pH составляет 7,0, какие будут концентрации гидрофосфата натрия и дигидрофосфата калия для получения фосфатного буферного раствора? (Ka остается таким же, как в исходной задаче)