How do you prepare a 1 M NaOH solution in the laboratory?

Measure 4 g of solid NaOH and add it to a 125-mL Erlenmeyer flask with 50 mL of deionized water. Stir on a stir plate until dissolved. Once homogeneous, add another 50 mL of deionized water and transfer the solution to a labeled 100-mL polyethylene bottle. Always handle NaOH with caution as it is strongly corrosive.

What steps are involved in adjusting buffer pH to a target value?

Dissolve the buffer salt in deionized water and calibrate a digital pH meter. Clamp the pH sensor in the buffer solution and allow the reading to stabilize. Slowly add 1 M NaOH or 2 M HCl with pauses between additions to let the pH stabilize. Continue until reaching the target pH, then dilute to final volume with deionized water.

How should neutral red and riboflavin-binding protein solutions be prepared and stored?

Weigh the solid into a volumetric flask and add deionized water to approximately two-thirds full. Cover with plastic paraffin film and agitate until dissolved. Remove the film and fill to the marked line. Transfer to labeled vials and store both solutions in the refrigerator to maintain stability.

What personal protective equipment is required when preparing buffer solutions?

Wear a lab coat, chemical splash goggles, and gloves when handling buffer components. Prepare all solutions in a chemical fume hood to protect against vapors and splashes. These precautions are especially important when working with corrosive substances like sodium hydroxide.

How is a monosodium phosphate buffer brought to its final volume?

After adjusting the pH to the target value, pour the buffer solution into a clean 100-mL volumetric flask. Bring the solution up to the 100-mL mark with deionized water. Seal with plastic paraffin film and invert repeatedly until the solution appears homogeneous throughout.

What equipment should be set up at each lab station for buffer experiments?

Each pair of students needs a stir plate, pH meter, handheld spectrophotometer, graduated cylinders, beakers, pipettes, cuvettes, and a magnetic stir bar. Additionally, set out calibration buffers, a lab stand with thermometer clamp, micropipettes with tips, and labeled bottles containing prepared buffers in a central location.

How should prepared buffers and chemical solutions be stored after preparation?

Store prepared buffers in labeled polyethylene bottles capped and placed in the instructor's hood. Keep neutral red and riboflavin-binding protein solutions in labeled vials in the refrigerator. Store 1 M NaOH in a corrosives cabinet. Proper storage maintains solution stability and ensures safety in the laboratory.

Tampons

Notions Préparation de l'instructeur Protocole étudiant

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Les tampons sont des solutions qui visent à maintenir un pH constant dans un système, indépendamment de l’ajout d’acides ou de bases forts. En l’absence de tampons, l’ajout d’un acide fort ou d’une base à une solution modifie considérablement le pH. Les tampons sont cruciaux dans la vie quotidienne. Par exemple, le sang agit comme un tampon et est capable de maintenir un pH entre 7,35 et 7,45, car un pH supérieur à 7,8 ou inférieur à 6,8 peut entraîner la mort.

Alors, comment fonctionne un tampon ? Un tampon est essentiellement un acide ou une base faible et sa base conjuguée ou un acide en équilibre les uns avec les autres. Prenons, par exemple, un tampon à base d’acide acétique et d’acétate de sodium. La solution tampon contient un acide faible et son sel conjugué, qui se dissocie pour former l’acétate de base conjuguée. La solution est acide car le K_a de l’acide acétique est supérieur au K_b de la base conjuguée.

N’oubliez pas que la constante de dissociation, K_a ou K_b, définit la force de l’acide ou de la base, respectivement, car il s’agit de la constante d’équilibre pour la dissociation du composé dans l’eau. La constante de dissociation peut également être représentée par pK_a, ou le log négatif de K_a, où plus le pK_a est petit, plus l’acide est fort. Il en va de même pour pK_b, où plus le pK_b est petit, plus la base est forte.

Pour en revenir au tampon d’acétate, si nous ajoutons une base forte, comme l’hydroxyde de sodium, les ions hydroxyde réagissent avec les ions hydronium présents dans la solution. Cela fait réagir plus d’acide acétique avec l’eau afin de revenir à l’équilibre, formant ainsi plus d’ions hydronium. Si nous ajoutons un acide fort, comme l’acide chlorhydrique, davantage d’ions hydronium se forment en solution. Ces ions réagissent avec les ions acétate pour former plus d’acide acétique. Dans les deux cas, il y a très peu de changement dans le pH de la solution.

Gardez à l’esprit que chaque tampon a une plage de pH spécifique où il peut tamponner une solution. Nous montrons ici une courbe de titrage pour notre tampon d’acide acétique. La plage de mise en mémoire tampon est mise en surbrillance. Cette région est déterminée par l’équation d’Henderson-Hasselbalch, qui nous dit que le pH du tampon est déterminé par le K_a de l’acide faible et le rapport de la base conjuguée à l’acide faible.

Loin de ce pH, l’acide faible ou la base du tampon est épuisé et il ne peut pas tamponner le pH. Ainsi, lorsque vous choisissez un tampon pour votre application, choisissez-en un dont le pK_a est proche du pH souhaité.

Enfin, tous les tampons ont une limite à leur capacité tampon, c’est-à-dire la quantité d’acide ou d’une base qui peut être ajoutée à la solution tampon avant que le pH ne change de manière significative. Par exemple, si nous ajoutons trop d’acide à notre solution tampon d’acide acétique et d’acétate de sodium, nous protonifierons tous les ions acétate et accumulerons beaucoup d’ions hydronium, abaissant ainsi le pH.

De même, si nous ajoutons trop de base, nous déprotonerons tout l’acide acétique et accumulerons beaucoup d’ions hydroxyde, augmentant ainsi le pH. Ainsi, la capacité tampon est influencée par la concentration de l’acide faible et du sel conjugué. Ainsi, un tampon en acétate de 1 molaire a une capacité tampon plus élevée qu’un tampon en acétate de 0,1 molaire.

Dans cet atelier, vous préparerez et examinerez des tampons avec une grande variété de plages de pH. Vous utiliserez ensuite vos tampons pour déterminer le pK_a d'un indicateur de pH, appelé rouge neutre, et explorerez le changement du pK_a du rouge neutre lorsque la protéine de liaison à la riboflavine est introduite.

At the end of this lab, students should know...

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Qu’est-ce qu’un tampon ?

Un tampon est une solution qui maintient un pH constant, indépendamment de l’ajout d’acides forts ou de bases fortes, tant que la quantité d’acide ou de base ajoutée est dans les limites de la capacité tampon de la solution.