Buffertlösningar. Niklas Dahrén

Transkript

1 Buffertlösningar Niklas Dahrén

2 Syror, baser och ph-värde Syror: Syror avger vätejoner (protoner) och ger i va4enlösningar upphov 9ll oxoniumjoner (H 3 O + ) e@ersom va4enmolekyler plockar upp vätejoner. Baser: Baser upptar vätejoner (protoner) och ger i va4enlösningar upphov 9ll hydroxidjoner (OH - ) e@ersom baserna upptar vätejoner från va4enmolekyler. ph: E4 må4 på oxoniumjonkoncentra9onen (eller vätejonkoncentra9onen). Lågt ph: Hög koncentra9on oxoniumjoner (vätejoner), låg koncentra9on hydroxidjoner. Högt ph: Låg koncentra9on oxoniumjoner (vätejoner), hög koncentra9on hydroxidjoner.

3 Buffertlösningar motverkar ph-förändringar Buffertlösningar kan stabilisera ph-värdet och motverka ph-förändringar: En buffertlösning kan stabilisera ph-värdet och motverka ph-förändringar buffertlösningen innehåller rela9vt hög koncentra9on av både en svag syra och syrans korresponderande bas (som också är svag). Korresponderande bas= Den bas som syran ger upphov 9ll vid protolys kallas för korresponderande bas. Bufferten kan ta upp och avge vätejoner (protoner): Om ph-värdet i lösningen höjs kommer de4a a4 kompenseras av a4 den svaga syran avger vätejoner (H + ) och sänker ph igen. Om ph minskar i lösningen kommer basen a4 ta upp vätejoner (H + ) och ph ökar igen. Bufferten måste bestå av en svag syra och en svag bas: Tack vare a4 syran och basen är svaga så reagerar dessa bara i låg grad med va4enmolekyler och kommer därför finnas kvar i va4enlösningen i höga koncentra9oner redo a4 a4ackera inkräktare som vill påverka ph-värdet. Det leder 9ll en bra buffertverkan. Bufferten är bra på ad reagera med starka syror och baser: Den svaga syran och basen är bra på a4 reagera med e4 9llsko4 av starka baser resp. starka syror och ser då 9ll a4 neutralisera dessa så a4 inte ph-värdet påverkas för mycket.

4 Acetatbufferten är ett exempel på en vanlig buffert som kemister brukar använda sig av HAc + H 2 O Ac - + H 3 O + Syra: Ä(ksyra Bas: Acetatjon Oxoniumjon Vid Gllverkning av acetatbuffert 9llsä4s både äuksyra (syran) och acetatjoner (basen) 9ll lösningen (egentligen är det saltet natriumacetat som 9llsä4s men natriumjonerna har ingen ph-reglerande funk9on i bufferten). Mängderna av syran resp. basen beror på vilket ph-värde bufferten ska ha. Mer av syran innebär e4 lägre ph-värdet och mer av basen innebär e4 högre ph-värde. Det är dock en fördel om syran och basen förekommer i ungefär lika stor mängd e@ersom vi då får bäst buffertverkan. I bufferten kan sedan ovanstående jämviktsekva9on ske. Den 9llsa4a äuksyran kan protolyseras och bilda mer acetatjoner resp. fria vätejoner. Sam9digt kan basen plocka upp fria vätejoner och bilda mer äuksyra. Men e@ersom äuksyran är en svag syra och acetatjonen en svag bas så sker de4a bara i låg grad.

5 Acetatbufferten motverkar ph-förändringar Vid ed GllskoD av en stark syra kommer kommer bufferten (basen) plocka upp vätejoner: H 3 O + + Ac - H 2 O + HAc Vid ed GllskoD av en stark bas kommer bufferten (syran) avge vätejoner: OH - + HAc H 2 O + Ac -

6 Exempel på naturliga buffertlösningar Kolsyrasystemet i blodet och fosfatsystemet i våra celler: Om ph-värdet blir för lågt eller för högt i våra kroppar så kan det leda 9ll a4 t.ex. proteiner (inkl. enzymer) denatureras och därmed slutar fungera. Kolsyrasystemet i sjöar: Om ph-värdet blir för lågt i sjöar frisä4s aluminium från sjöbo4narna och fastnar på fiskgälarna, vilket leder 9ll a4 fiskar kvävs.

7 Varför är buffertlösningar viktiga på labbet? När vi umör laboragoner med DNA, RNA, enzymer, proteiner etc. så är det jä4evik9gt a4 dessa bibehåller sina laddningar och sina 3D-strukturer. Vi använder därför en buffert med e4 anpassat ph-värde för de molekyler vi laborerar med. Bufferten hjälper också 9ll a4 motverka phförändringar vid 9llsats av andra ämnen som skulle kunna påverka ph-värdet.

8 Se gärna fler filmer av Niklas Dahrén: hdp:// hdp://