(Sidst opdateret den: september 10, 2020)
PKa for fosfatbuffer kan beregnes ved hjælp af et matematisk udtryk. Phosphatbuffer er et vigtigt buffersystem, der anvendes i biokemilaboratorier. Phosphatbuffer er afgørende for eksperimenter, der involverer proteiner og enzymer. Det opretholder opløsningens pH-værdi og forhindrer også drastiske ændringer i pH-værdien. Derfor skal vi være bekendt med fremstillingen af fosfatbufferen, og hvordan den fungerer.
Beregning af fosfatbuffers pKa
Da fosfatbuffer består af to komponenter; dihydrogenphosphat (H2PO4-) og hydrogenphosphat (HPO4-2), er der en dissociationskonstant, som vi kalder fosfatbuffers surhedsgradskonstant. Fosforsyre er en triprotisk syre, og der er derfor tre surhedskonstanter for denne syre. Vi beskæftiger os imidlertid med fosfatbuffers pKa-konstant for dihydrogenphosphat (H2PO4-). Surekonstanterne for fosforsyre er, H3PO4 (), H2PO4- (
) og HPO4-2 (
)
Phosphatbuffer medfører ionisering af H2PO4- til HPO4-2 og omvendt. Derfor vil vi bruge surhedskonstanten K2 til at bestemme pKa-værdien. Da pK1 er en negativ logaritme af surhedskonstanten, vil pKa være log(K2) eller log(6,2*10-8) eller 7,21. Hvis du vil vide mere om dissociationskonstanter for svage syrer og baser, kan du besøge Chemistry Libretexts websted.
Dermed er pKa-værdien for fosfatbuffer 7,21. Vi kan nu bruge den til at fremstille fosfatbufferen med en pH-værdi på 7,21 ± 1 med en bestemt ionstyrke. Det er meget vigtigt at kende pKa-værdien for en buffer under fremstillingen af bufferopløsningen.
Fremstilling af fosfatbufferen
Ved hjælp af Henderson-Hasselbalch-ligningen kan man beregne den nødvendige koncentration af hver enkelt komponent i fosfatbufferen med den ønskede pH-værdi. Du skal blot indsætte pKa, som du har bestemt ovenfor (7,21), og opløsningens ønskede pH-værdi (som kan være 7,21 ± 1), og du vil kunne bestemme koncentrationen af H2PO4- og HPO4-2. Det er bare nemt at beregne koncentrationen af de enkelte komponenter H2PO4- og HPO4-2 ved hjælp af det matematiske udtryk Henderson-Hasselbalch-ligningen som angivet nedenfor. For fosfatbuffer er H2PO4- syren og HPO4-2. er saltet.
Ved anvendelse af Henderson-Hasselbalch-ligningen; kan du beregne de nødvendige komponenter i fosfatbufferen, eller hvis du ønsker det, kan du også bruge en online fosfatbufferberegner. Jeg har for nylig udviklet en onlineberegner kun til dig, så du nemt kan bestemme de nødvendige mængder af de enkelte komponenter i fosfatbufferen uden beregninger.