Приготовление буферных растворов

Способы приготовления буферных растворов определяются в основном доступностью и устойчивостью исходных веществ. Так, оба компонента карбонатного буфера (ионы НС03 и С03) могут быть введены в раствор в виде средней и кислой солей угольной кислоты (обычно для этой цели используют NaHC03 и Na2C03). Раствор точно такого же состава можно получить, смешивая рассчитанные количества раствора NaHC03 и NaOH или Na2C03 и НС1.

Основным способом приготовления аминокислотных буферов, а также некоторых других буферных систем является частичная нейтрализация одного из компонентов буферной системы (наиболее доступного) сильной кислотой или сильным основанием.

Например, при растворении 30 ммоль глицина в 1 л 0_t01 М раствора НС1 образуется буферная система ⁺NH₃CH₂COO" /⁺NH₃CH₂COOH, состоящая из катионной и динолярной форм аминокислоты:

Значение pH данного раствора будет определяться протолитическим равновесием между сопряженным основанием «NH₃CH₂COO~ и сопряженной кислотой «NH₃CH₂COOH, которое характеризуется константой pK_ai (gi_y) = 2,34. Согласно уравнению (6.12).

При растворении 30 ммоль глицина в 1 л 10 мМ раствора NaOH образуется другая буферная система (NH₂CH₂COO /⁺ЫН₃СН₂СОО~), в которой диполярная форма 'N11₃СН₂СОО будет играть роль сопряженной кислоты, а сопряженным основанием станет анионная форма NH₂CH₂COCT:

Протолитическое равновесие с участием диполярной и анионной форм глицина характеризуется константой p/C_a2(gi_y> = 9,60. В соответствии с уравнением Гендерсона — Гассельбаха для данного буферного раствора.

Если растворы компонентов, используемых для приготовления буферного раствора, имеют одинаковые молярные концентрации, для расчета pH получаемого буферного раствора в уравнение Гедерсона — Гассельбаха вместо концентраций можно подставлять объемы растворов.

Буферный раствор может содержать более двух компонентов. Примером такого раствора является так называемый универсальный буфер, который находит широкое применение в химии и особенно в биохимических исследованиях. Обычно для его приготовления смешивают равные объемы растворов уксусной, борной и фосфорной кислот равных конентраций и к полученной смеси добавляют различные объемы раствора гидроксида натрия. Таким образом можно получать буферные растворы с интервалом буферного действия от 1,8 до 12 единиц pi 1.