pH 7.4인 0.1 M 인산 완충용액 1 L 만들기

pH 7.4인 0.1 M 인산 완충용액 1 L 만들기

0.1 M KH2PO4와 0.1 M K2HPO4 혼합 비율

H2PO4^-(aq) ⇌ H^+(aq) + HPO4^2-(aq) ... Ka2

pKa2 = –log(6.2×10^(-8)) = 7.2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7182 )

---> 시약은 KH2PO4(약산)와 K2HPO4(짝염기)를 사용한다.

pH = pKa + log([짝염기]/[약산])

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1926 )

7.4 = 7.2 + log([짝염기]/[약산])

log([짝염기]/[약산]) = 7.4 – 7.2 = 0.2

[짝염기]/[약산] = 10^0.2 = 1.5849

[약산] + [짝염기] = 0.1 M 이므로,

약산의 농도를 x 라 두면,

약산 : 짝염기 = 1 : 1.5849 = x : 0.1–x

1.5849x = 0.1 – x

2.5849x = 0.1

x = 0.1 / 2.5849 = 0.038686 M 약산

0.1 – 0.038686 = 0.061314 M 짝염기

(0.038686 mol/L) × 1 L = 0.038686 mol KH2PO4

0.038686 mol / (0.1 mol/L) = 0.38686 L

= 386.86 mL KH2PO4 용액

(0.061314 mol/L) × 1 L = 0.061314 mol K2HPO4

0.061314 mol / (0.1 mol/L) = 0.61314 L

= 613.14 mL K2HPO4 용액

[검산]

pH = 7.2 + log(0.061314 / 0.038686) = 7.4

[참고] 일반적인 계산 방법은 위와 같은데,

제조하려는 완충 용액의 몰농도

= 주어진 약산 용액의 몰농도

= 주어진 짝염기 용액의 몰농도

인 경우에는

[짝염기]/[약산] = 1.5849 에서,

필요한 약산의 부피 = x mL 라 두면,

필요한 짝염기의 부피 = (1000 – x) mL 이므로,

(1000 – x) / x = 1.5849

1000 – x = 1.5849x

1000 = 2.5849x

x = 1000 / 2.5849 = 386.86 mL

---> 약산, KH2PO4 용액의 부피

1000 – 386.86 = 613.14 mL

---> 짝염기, K2HPO4 용액의 부피

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/24628 ]

pH 7.3인 0.3 M phosphate buffer 150 mL 만들기

0.4 M KH2PO4 용액 + 0.7 M K2HPO4 용액

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