Фосфатно-солевой буфер (ФСБ, PBS) широко используется в биологических и биохимических исследованиях. Для его приготовления в воде растворили 9.00 г NaCl, 0.20 г KCl, 1.50 г Na2HPO4 и 0.25 г KH2PO4, доведя объём раствора до 1 литра.
Определите суммарную концентрацию всех форм фосфат‑ионов в полученном растворе. Ответ выразите в миллимолях на литр, округлите до десятых.
Определите концентрации ионов натрия, калия и хлора в полученном растворе. Ответ выразите в миллимолях на литр, округлите до целых.
Натрий:
Калий:
Хлор:
Полученный буфер должен обеспечивать значение pH, близкое к 7.4. Как соотносятся концентрация ионов H+ и концентрация ионов OH– в таком растворе?
Ионов H+ больше
Ионов OH– больше
Их поровну
1 Ответ
Сначала найдем суммарную концентрацию всех форм фосфат-ионов в полученном растворе. Для этого вычислим общее количество молярных эквивалентов фосфат-ионов, содержащихся в растворе, и поделим его на общий объем раствора:
n(P) = 1.50 г / 142 г/моль + 0.25 г / 136 г/моль = 0.01583 моль
Концентрация P = n(P) / V = 0.01583 моль / 1 л = 0.01583 М
Так как в ФСБ нет других особых органических кислот, то общая концентрация ионов Н+ и ОН- в растворе также будет равна примерно 10^-7 M.
Далее, вычислим концентрации ионов натрия, калия и хлора, которые были внесены в раствор:
n(Na) = 9.00 г / 23 г/моль = 0.391 моль
n(K) = 0.20 г / 39 г/моль = 0.00513 моль
n(Cl) = 9.00 г / 35.5 г/моль + 0.20 г / 35.5 г/моль = 0.2604 моль
Концентрация Na+ = n(Na) / V = 0.391 М
Концентрация K+ = n(K) / V = 0.00513 М
Концентрация Cl- = n(Cl) / V = 0.2604 М
Таким образом, концентрация ионов натрия составляет 0.391 мМ, концентрация ионов калия — 0.00513 мМ, а концентрация ионов хлора — 0.2604 мМ.
Ответ:
P = 0.02 М
Na+ = 390 мМ
K+ = 5 мМ
Cl- = 260 мМ
Из уравнения водной диссоциации H2O следует, что концентрация ионов H+ и ОН- в водном растворе при температуре 25˚C должна быть одинаковой и равной 10^-7 М. При значении pH = 7,4 концентрация H+ составляет 3,98 х 10^-8 М, а концентрация ОН- — 2,51 х 10^-7 М.
Ответ: ионов OH- больше.