Tampone fosfato: preparazione

Ul tampone fosfato è una soluzione importante e versatile che è, tra l’altro, impiegata nella ricerca biologica.

Una soluzione tampone è caratterizzata dal fatto che piccole aggiunte di acido o di base non modificano sensibilmente il valore del pH.

Negli organismi pluricellulari infatti il fluido all’interno della cellula e i fluidi che circondano le cellule hanno un pH caratteristico e praticamente costante che viene mantenuto da sistemi tampone biologici come il sistema diidrogeno fosfato/monoidrogeno fosfato.

Equilibri

L’acido fosforico è un acido triprotico che dà luogo ai seguenti equilibri:

H3PO4 ⇌ H+ + H2PO4  Ka1= 7.5 ∙ 10-3   pKa1 = 2.1

H2PO4  ⇌ H+ + HPO42-  Ka2= 6.2 ∙ 10-8    pKa2 = 7.2

HPO42- ⇌ H+ + PO43-  Ka3= 4.8 ∙ 10-13    pKa2 = 12.3

Poiché il valore di pH abitualmente richiesto oscilla in un range da 6 a 8 di norma vengono utilizzati NaH2PO4 e Na2HPO4 in quanto il valore della pKa2 è quello più vicino.

Esercizio

Si supponga di voler ottenere un tampone fosfato a pH = 7.4

Applicando l’equazione di Henderson-Hasselbalch si ha:

7.4 = 7.2 + log [HPO42-]/[ H2PO4]

0.2= log [HPO42-]/[ H2PO4]

100.2 = 1.6 =  [HPO42-]/[ H2PO4]

Conoscendo il rapporto tra NaH2PO4 e Na2HPO4  che è di 1.6:1 si possono utilizzare 1.6 moli di  Na2HPO4 corrispondenti a 1.6 mol ∙ 141.96 g/mol = 227 g e 1 mole di NaH2PO4 corrispondente a 1.0 mol ∙119.98 g/mol= 120 g in sufficiente acqua al fine di ottenere un volume pari a 1.0 L.

Stante l’importanza di questo tipo di soluzioni tampone esistono sia sui testi che online tabelle con l’indicazione del pH, il volume richiesto e la quantità di sali per ottenere la soluzione come si può vedere in figura

 

tabella

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