Una solución tampón, que consiste en "ácido débil y su base conjugada" o "base débil y su ácido conjugado", puede ralentizar el cambio de pH al agregar una cierta cantidad de otras sustancias. Una de las soluciones tampón más comúnmente utilizadas en experimentos biológicos es PBS, que está compuesto por pares de tampón Na2HPO4 y KH2PO4 y tiene una fuerte capacidad de tamponamiento dentro del rango de pH de 5,8 a 8,0.
Para garantizar que la solución tampón tenga suficiente capacidad de Tamponado, al preparar la solución tampón, se debe hacer lo siguiente:
Para lograr una relación de concentración del par ácido-base conjugado cercana a 1, se debe seleccionar un par tampón apropiado basándose en el rango de pH que debe mantenerse. Y el pKa del ácido débil en el par tampón debe ser igual o cercano al pH requerido.
Por ejemplo, si se necesita una solución tampón con un pH de 7,0 en un medio de cultivo biológico, h2PO4-y HPO42-se pueden seleccionar como pares de tampón adecuados como H2PO4-tiene un pKa2 de 7,21. Si se requiere una solución tampón con un pH de 9,0, se puede seleccionar el par tampón NH3 · H2O-NH4Cl (pKa(NH4 ) = 9,25).
Se puede ver que el pKa del ácido débil es la base principal para seleccionar una solución tampón. La tabla enumera varias soluciones tampón comúnmente utilizadas.
El ácido que se usa comúnmente como solución tampón consiste en un ácido débil y su sal ácida conjugada, que tiene efecto tamponante. Los sistemas de búfer comunes son:
Un ácido débil y su sal (como HAc-NaAc)
Una base débil y su sal (NH3 · H2O-NH4Cl)
La solución acuosa compuesta por la sal ácida de un ácido multidébil y su correspondiente sal secundaria (como NaH2PO4-Na2HPO4).
Sales de electrolito tamponado, Como el sistema Tris (TRIS (hidroximetil) aminometano), carbonato, ácido cítrico, ácido fosfórico, ácido acético y ácido barbitúrico, se emplean típicamente como soluciones tampón en el ámbito de los productos biológicos.
Al elegir un sistema tampón en experimentos bioquímicos o trabajos de investigación, debe seleccionarse cuidadosamente porque a veces el factor que afecta los resultados experimentales no es el valor de pH de la solución tampón, pero algún tipo de ion en la solución tampón. Los agentes amortiguadores como el borato, el citrato, el fosfato y el Tris pueden causar reacciones químicas no deseadas.
Borato: El borato forma sales complejas con muchos compuestos, como la sacarosa.
Citrato: los iones citrato son propensos a unirse con el calcio, por lo que no se puede usar cuando hay iones de calcio presente.
Fosfato: Es un inhibidor enzimático o incluso un metabolito en algunos experimentos, y los metales pesados pueden precipitar fácilmente de la solución en forma de fosfato. Y su capacidad de amortiguación es muy baja por encima del pH 7,5.
El papel de una solución tampón, incluida laTampón Tris de trometamina, Es ajustar el pH de la solución dentro de un rango limitado, de modo que la acidez de la solución de muestra cumpla con el rango especificado por el método de análisis. Por ejemplo, el fenol puede reaccionar con 4-aminodifenilamina para formar azodye rojo anaranjado en presencia de un medio alcalino y cianuro de hierro, Y un pH de 10,0 ± 0,2 es el más adecuado para prevenir la interferencia de la amina aromática. Por lo tanto, se añade una solución tampón a la solución de muestra para ajustar y controlar el pH de la solución de muestra a 10,0 ± 0,2.
En el trabajo práctico, algunos analistas, debido a su falta de comprensión del mecanismo de solución tampón, use ácido fuerte o soluciones de base fuerte como ácido clorhídrico o hidróxido de sodio para ajustar el pH de la solución tampón al valor requerido cuando la solución tampón preparada y utilizada no coincida con el valor especificado, Pensando que esto puede llevar rápidamente la solución tampón al valor de pH deseado. Sin embargo, el resultado es todo lo contrario: aunque el valor de pH de la solución se ajusta correctamente, su sistema de amortiguación se destruye y pierde su efecto de amortiguación.
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