Hensikt:

I hvilken væske blir pH – endringen minst etter tilsetting av syre eller base, når du sammenlikner melk, vann og en ”laget buffer”?

Utstyr:

-Bufferløsning pH = 7, med plastsprøyte (10 ml)

-Skummetmelk, med plastsprøyte (10 ml)

-Tørkerull

-0,1 M HCl (i dråpeflaske)

-0,1 M NaOH (i dråpeflaske)

-Metylrødtløsning (i dråpeflaske)

-Fenolftaleinløsning (i dråpeflaske)

-Fire begerglass, 50 mL

-Målesylinder, 10 mL

Fremgangsmåte:

Til å begynne med satte jeg fire begerglass på et hvitt underlag. I det begerglass nr. 1 tilsatte jeg 10 ml kranvann, i det begerglass nr. 2 - 9 mL kran vann og 1 mL buffer, i begerglass nr. 3 - 10 mL buffer, og i det fjerde begerglasset 10 mL melk. I hvert av begerglassene ble det deretter tilsatt to dråper metylrødt (som gir fargeendring fra gul til rød i pH-området 4,8 – 6,0). Da det var gjort tilsatte vi en og en dråpe saltsyre (HCl) i hvert begerglass til vi fikk et fargeomslag, antall dråper saltsyre vi måtte bruke i hver av blanding ble notert ned. Etter dette rengjorde vi glassene og gjorde samme prosedyre, bare at vi nå substituerte metylrødt med Fenolftalein (som har fargeomslag fra blankt til rødt i pH-området 8,2 -10,0), og saltsyre med natronlut (NaOH); antall dråper ble notert ned.

Observasjoner/drøftinger:

Det jeg fort la merke til var at blandingene med mest buffer, brukte lengre tid på å få fargeomslag, 10 mL vann (ingen buffer) var tydelig av det motsatte tilfellet.  De mest bufferpregede blandingene kunne få en tydelig fargeendring en kort stund, men gikk tilbake til den opprinnelige fargen etter at det ble rørt litt. Med fargeomslag er det altså snakk om at fargen endrer seg permanent. Melk var litt vanskeligere å observere, da den ugjennomsiktige hvitfargen dominerte mest, men vi så den permanente fargeendringen ved å gå sakte frem.

Jo flere dråper vi tilsatte, desto saktere gikk vi frem for å kunne anslå en mest mulig nøyaktig mengde HCl/NaOH vi måtte tilsette før fargeendringen holdt seg. Ved hver tilsatt dråpe holdt endringen seg lengre og lengre, helt til konstant fargeendringen (oppnådd bufferkapasiteten).

Konklusjon/svar på spm:

Melk fungerer altså som en buffer, kanskje det også ville vært interessant å måle nøyaktig hvor mye syre/base melk som buffer kunne holde før det overstiger bufferkapasiteten (et forholdstall).

b)     Vi bruker metylrødt med saltsyren fordi fargeomslaget ligger i pH-området mellom 4,8-6,0. Hadde vi brukt fenolftalein når vi tilsatte saltsyre, så ville fargen hele tiden vært den samme, og vi ville ikke ha kunnet observere noe som helst. Omvendt gjelder dette også for metylrødt sammen natronlut – da natronlut ligger i et annet pH-område enn det metylrødt er definert for.

c)     En buffer har en slik sammensetning som gjør at pH–verdien endres lite når vi tilsetter passe mengder med syre eller base i en løsning.

B + (H₃O⁺/ OH^–) → B + H₂O, der B er bufferen

Hvis vi plager bufferen for mye med enten sur eller basisk løsning, slik at enten den sure eller den basiske komponenten i bufferen blir brukt opp – da vil vi nå bufferkapasiteten, og bufferen vil ikke lengre ha noen virking.

B + (H₃O⁺/ OH^–)→ B + H₂O + (H₃O⁺/ OH^–)

Det vi tilsetter for mye av er da logisk nok det vi får i overskudd.

d)     Løsningen med best bufferevne var ikke så uventet, 10 mL buffer. Denne fungerte 4 ganger bedre som buffer i forhold til den fortynnede (1:10) bufferløsningen; man skulle kanskje tro at den ville fungert 10 ganger bedre – men ikke på en logaritmisk skala.

Melk hadde ut fra våre resultater samme bufferevne som den fortynnede (1:10) bufferløsningen, pluss – minus.

Anvendelser og sammenhenger:

e)     Hvis du har fått i det en sterk sur/basisk løsning er det anbefalt å drikke melk Dette pleier man ofte si virker nøytraliserende, hvilket det i praksis også gjør; basen/syren reagerer med melk – slik at pH i magen ikke viker altfor mye fra det normale. Personer med magesyreproblemer bruker ofte melk for hanske med problemet.

f)       Bikarbonatbufferen og fosfatbufferen er viktige faktorer i blodet. Det er bikarbonat (HCO₃) - nivåene som først reduseres når kroppens pH faller under et visst nivå, altså at blodet blir surt. Mineralbalanse blir mer sekundært. Standard referanseverdi på pH i (arterielt) blod er 7,35 til 7,45 – beveger pH seg over dette nivået (også under) ses dette på som livstruende.

g)     Buffer ellers i samfunnet er veldig relatert til den kjemiske betydningen av buffer i praksis. F.eks for oss ”data-nerder” – så er ”buffer-length” i datastream en viss mengde data som kontinuerlig nedlastes mens man mottar datainformasjonen direkte (videostreaming/audiostreaming); på denne måten vil ikke dataflyten forstyrres for brukeren. Hvis din datalinje ikke er rask nok for å spille av en video slik at filmen midtveis stopper opp, så vil det si at bufferlengden er for kort.