Какое соотношение растворов гидрофосфата натрия и дигидрофосфата калия с концентрацией 0,1 М нужно использовать для получения фосфатного буферного раствора с pH 7,4 в полиакриламидном геле? Какое значение Ка у этого буфера?
Подробный ответ:
Пояснение: Фосфатные буферы широко используются в биологических и химических лабораториях для поддержания стабильного pH раствора. Один из самых распространенных фосфатных буферов — это смесь гидрофосфата натрия (Na2HPO4) и дигидрофосфата калия (KH2PO4).
Для решения данной задачи нам потребуется знание константы диссоциации воды (Kw) и констант диссоциации фосфорной кислоты (Ka1 и Ka2).
Чтобы рассчитать соотношение между гидрофосфатом натрия и дигидрофосфатом калия для получения фосфатного буферного раствора с pH 7,4, необходимо использовать уравнение Гендерсона-Хассельбальха:
pH = pKa + log([соли]/[кислоты])
Здесь [соли] — концентрация соли (гидрофосфата натрия), [кислоты] — концентрация кислоты (дигидрофосфата калия), pKa — отрицательный логарифм константы диссоциации фосфорной кислоты.
Для получения фосфатного буфера с pH 7,4, соотношение соли и кислоты может быть рассчитано следующим образом:
7,4 = pKa + log([соли]/[кислоты])
При заданной концентрации фосфатного буферного раствора 0,1 М, значения констант диссоциации (Ka1 и Ka2) фосфорной кислоты нужны для расчета pKa.
Следовательно, для полного решения задачи требуется знание специфических значений констант диссоциации фосфорной кислоты (Ka1 и Ka2).
Пример использования:
Задача: получения фосфатного буферного раствора с pH 7,4 в полиакриламидном геле? Какое значение Ка у этого буфера?
Ответ: Для расчета соотношения между гидрофосфатом натрия и дигидрофосфатом калия, а также значения pKa и Ка для получения фосфатного буфера с pH 7,4, необходимы более подробные данные о константах диссоциации фосфорной кислоты, значении pKa и значениях Ка1 и Ка2.
Совет: Для лучшего понимания фосфатных буферных растворов и их роли при поддержании стабильного pH, рекомендуется ознакомиться с химическими свойствами фосфорной кислоты и процессом диссоциации. Это поможет лучше понять рассчеты и применение фосфатных буферов в лабораторных условиях.
Задание для закрепления: Рассчитайте соотношение между гидрофосфатом натрия и дигидрофосфатом калия, а также значение pKa и Ка для получения фосфатного буфера с pH 7,0 в полиакриламидном геле при известных значениях констант диссоциации фосфорной кислоты (Ka1 = 7,5 * 10^-3, Ka2 = 6,2 * 10^-8).