A foszfátpuffer pKa értéke egy matematikai kifejezés segítségével számítható ki. A foszfátpuffer a biokémiai laboratóriumokban használt fontos pufferrendszer. A foszfátpuffer elengedhetetlen a fehérjékkel és enzimekkel végzett kísérletekhez. Fenntartja az oldat pH-ját, és megakadályozza a pH drasztikus változását. Ezért ismernünk kell a foszfátpuffer elkészítését és működését.
A foszfátpuffer pKa értékének kiszámítása
Mivel a foszfátpuffer két komponensből áll; dihidrogén-foszfátból (H2PO4-) és hidrogén-foszfátból (HPO4-2), létezik egy disszociációs állandó, amit a foszfátpuffer savassági állandójának nevezünk. A foszforsav egy triprotinsav, ezért ennek a savnak három savállandója van. A foszfátpuffer pKa értékével kapcsolatban azonban a dihidrogén-foszfát (H2PO4-) savassági állandójával foglalkozunk. A foszforsav savállandói a következők, H3PO4 (), H2PO4- (
), és HPO4-2 (
)
A foszfátpufferben a H2PO4- ionizációja HPO4-2-re és fordítva történik. Ezért a pKa érték meghatározásához a K2 savassági állandót fogjuk használni. Mivel a pK1 a savassági állandó negatív logaritmusa, a pKa értéke log(K2) vagy log(6,2*10-8) vagy 7,21 lesz. Ha többet szeretne megtudni a gyenge savak és bázisok disszociációs állandóiról, látogasson el a Chemistry Libretexts weboldalára.
Ezért a foszfátpuffer pKa értéke 7,21 lesz. Ezt most felhasználhatjuk a 7,21 ± 1 pH-jú, meghatározott ionerősségű foszfátpuffer előállításához. A puffer pKa értékének ismerete nagyon fontos a pufferoldat készítése során.
Foszfátpuffer készítése
A Henderson-Hasselbalch-egyenlet segítségével kiszámíthatjuk a kívánt pH-jú foszfátpuffer egyes összetevőinek szükséges koncentrációját. Csak a fentiekben meghatározott pKa-t (7,21) és az oldat kívánt pH-értékét (ez lehet 7,21 ± 1) kell megadnia, és máris meg tudja határozni a H2PO4- és HPO4-2 koncentrációját. Az egyes komponensek H2PO4- és HPO4-2 koncentrációját egyszerűen kiszámíthatjuk az alábbiakban megadott Henderson-Hasselbalch-egyenlet matematikai kifejezéssel. A foszfátpuffer esetében a H2PO4- a sav és a HPO4-2. a só.
A Henderson-Hasselbalch-egyenletet használva; kiszámíthatja a foszfátpuffer szükséges összetevőit, vagy ha szeretné, használhat egy online foszfátpuffer-kalkulátort is. Nemrég fejlesztettem ki egy online kalkulátort csak az Ön számára, hogy számítások nélkül, egyszerűen meghatározhassa a foszfátpuffer egyes összetevőinek szükséges mennyiségét.