pH 6인 0.05 M 인산 완충용액 1 L 만들기 ★

pH 6인 0.05 M 인산 완충용액 1 L 만들기

 

 

pH 6 and 0.05 M potassium phosphate buffer

 

 

 

▶ pKa’s of phosphoric acid are 2.1, 7.2 and 12.3.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7182 )

 

 

 

pH 6인 완충용액이므로, pKa 7.21인 평형 이용 (pKa2).

즉, 시약은 KH2PO4(약산)와 K2HPO4(짝염기) 사용.

( NaH2PO4와 Na2HPO4를 사용해도 된다. 상관없다. )

 

 

 

Henderson-Hasselbalch 식

pH = pKa + log([짝염기]/[약산])

 

pH = pKa + log([A^-]/[HA])

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1926 )

 

6 = 7.21 + log([A^-]/[HA])

( 만약 pH 6.5 완충용액을 제조한다면,

여기서 6대신 6.5를 대입하면 된다. )

 

log([A^-]/[HA]) = –1.21

 

[A^-]/[HA] = 10^(–1.21) = 0.062

 

 

 

[A^-]/[HA] = 0.062

 

[A^-] = 0.062[HA]

 

[HA] + [A^-] = 0.05 M

( 만약 0.5 M 완충용액을 제조한다면,

여기서 0.05대신 0.5를 대입하면 된다. )

 

[HA] + 0.062[HA] = 0.05 M

 

1.062[HA] = 0.05 M

 

[HA] = 0.05 / 1.062 = 0.047 M

 

[A^-] = 0.05 – 0.047 = 0.003 M

 

 

300x250

 

 

> (0.047 mol/L) × 1 L = 0.047 mol HA

> (0.003 mol/L) × 1 L = 0.003 mol A^-

( 만약 완충용액을 500 mL 제조한다면,

여기서 1 L대신 0.5 L를 대입하면 된다. )

 

---> 1 L짜리 부피 플라스크에

0.047 mol KH2PO4와 0.003 mol K2HPO4를 넣고,

( 또는 0.047 mol NaH2PO4와 0.003 mol Na2HPO4 )

 

플라스크 표선까지 증류수를 가하면,

pH 6인 0.05 M 인산 완충용액 1 L가 된다.

 

 

 

몰수를 질량으로 환산하면,

> KH2PO4의 몰질량 = 136.09 g/mol

> K2HPO4의 몰질량 = 174.18 g/mol

 

> 0.047 mol × (136 g/mol) = 6.392 g KH2PO4

> 0.003 mol × (174 g/mol) = 0.522 g K2HPO4

---> 즉, 이만큼의 질량을 각각 재어서,

만들고자 하는 부피에 해당하는 부피 플라스크에 가한다.

 

 

 

만약 NaH2PO4와 Na2HPO4를 사용한다면,

> NaH2PO4의 몰질량 = 119.9770 g/mol

> Na2HPO4의 몰질량 = 141.9588 g/mol

 

> 0.047 mol × (119.98 g/mol) = 5.639 g NaH2PO4

> 0.003 mol × (141.96 g/mol) = 0.426 g Na2HPO4

 

 

 

 

[참고] 단, | pH – pKa | > 1 이므로,

완충 용액의 pH 범위가 좋지 않다는 것은 알고 있어야 되겠다.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7181 )

( 참고: 완충 용량 https://ywpop.tistory.com/5203 )

 

 

 

[참고] For the case of phosphate buffer (either potassium of sodium salts), pKa’s are 2.1, 7.2 and 12.3. That is, it would be best to use this buffer for ~2, ~7, and ~12 pH.

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.blogspot.com/2024/08/pka2.html ]

[공식] pKa2 인산 완충용액 제조에 필요한 시약의 질량 계산

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/24790 ]

pH가 6.32인 0.2 M 인산 완충용액 200 mL 만들기

 

 

 

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