So stellen Sie eine Phosphatpufferlösung her

Das Ziel einer Pufferlösung besteht darin, einen stabilen pH-Wert aufrechtzuerhalten, wenn eine kleine Menge Säure oder Base in eine Lösung eingebracht wird. Eine Phosphatpufferlösung ist besonders für biologische Anwendungen ein praktischer Puffer. Da Phosphorsäure mehrere Dissoziationskonstanten aufweist, können Sie Phosphatpuffer in der Nähe eines der drei pH-Werte herstellen, die bei 2,15, 6,86 und 12,32 liegen. Der Puffer wird am häufigsten bei pH 7 unter Verwendung von Mononatriumphosphat und seiner konjugierten Base Dinatriumphosphat hergestellt.

Phosphatpuffer-Materialien

• Mononatriumphosphat
• Dinatriumphosphat
• Wasser
• Phosphorsäure, um den pH-Wert saurer zu machen, oder Natriumhydroxid, um den pH-Wert alkalischer zu machen
• pH-meter
• Glaswaren
• Kochplatte mit Rührstab

Bereiten Sie den Phosphatpuffer vor

1. Legen Sie die Konzentration des Puffers fest. Die meisten Puffer werden in einer Konzentration zwischen 0,1 M und 10 M verwendet. Wenn Sie eine konzentrierte Pufferlösung herstellen, können Sie diese bei Bedarf verdünnen.
2. Legen Sie den pH-Wert für Ihren Puffer fest. Dieser pH sollte innerhalb einer pH-Einheit vom pKa der Säure / Konjugat-Base liegen. Sie können also beispielsweise einen Puffer mit einem pH-Wert von 2 oder 7 vorbereiten, der jedoch durch einen pH-Wert von 9 erhöht wird.
3. Verwenden Sie die Henderson-Hasselbach-Gleichung, um zu berechnen, wie viel Säure und Base Sie benötigen. Sie können die Berechnung vereinfachen, wenn Sie 1 Liter Puffer herstellen. Wählen Sie den pKa-Wert, der dem pH-Wert Ihres Puffers am nächsten kommt. Wenn Sie beispielsweise möchten, dass der pH-Wert Ihres Puffers 7 beträgt, verwenden Sie den pKa-Wert von 6,9: pH = pKa + log ([Base] / [Säure])
   Verhältnis von [Base] / [Säure] = 1,096
   Die Molarität des Puffers ist die Summe der Molaritäten von Säure und konjugierter Base oder die Summe von [Säure] + [Base]. Für einen 1-M-Puffer (ausgewählt, um die Berechnung zu vereinfachen) ist [Säure] + [Base] = 1.
   [Base] = 1 - [Säure].
   Ersetze dies in das Verhältnis und löse:
   [Base] = 0,523 Mol / l.
   Löse nun nach [Säure]: [Base] = 1 - [Säure], also [Säure] = 0,477 mol / l.
4. Bereiten Sie die Lösung vor, indem Sie 0,477 Mol Mononatriumphosphat und 0,523 Mol Dinatriumphosphat in etwas weniger als einem Liter Wasser mischen.
5. Überprüfen Sie den pH-Wert mit einem pH-Meter und stellen Sie ihn gegebenenfalls mit Phosphorsäure oder Natriumhydroxid ein.
6. Sobald Sie den gewünschten pH-Wert erreicht haben, fügen Sie Wasser hinzu, um das Gesamtvolumen des Phosphorsäurepuffers auf 1 l zu bringen.
7. Wenn Sie diesen Puffer als Stammlösung hergestellt haben, können Sie ihn verdünnen, um Puffer mit anderen Konzentrationen wie 0,5 M oder 0,1 M herzustellen.

Vor- und Nachteile von Phosphatpuffern

Die beiden Hauptvorteile von Phosphatpuffern bestehen darin, dass Phosphat in Wasser gut löslich ist und eine extrem hohe Pufferkapazität aufweist. Diese können jedoch in einigen Situationen durch bestimmte Nachteile ausgeglichen werden.

• Phosphate hemmen enzymatische Reaktionen.
• Da Phosphat in Ethanol ausfällt, kann es nicht in Präparaten zur Ausfällung von DNA oder RNA verwendet werden.
• Phosphate binden zweiwertige Kationen (z. B. Ca.²⁺ und Mg²⁺).