Tampon Hazırlama: Çözeltiler, hesaplama ve sık karşılaşılan sorunların çözülmesi

Kaliteli Tampon Çözeltileri İçin Doğru Tartım Neden Önemlidir?

Teklif Çağrısı
Tampon Hazırlama: Çözeltiler, hesaplama ve sık karşılaşılan sorunların çözülmesi

Buffer Preparation

Buffer Preparation

Tampon Hazırlama - Formülasyon iş akışı
  1. Veritabanından reçeteyi seçin
  2. Gereken tampon hacmine göre reçetedeki miktarları yeniden hesaplayın
  3. Bileşenleri kapta tartın
  4. Bileşenleri uygun bir çözücü (tipik olarak su) içinde çözün
  5. pH ölçüm cihazını kullanarak pH değerini kontrol edin ve ayarlayın
  6. Çözeltiyi gereken hacme tamamlayın
  7. Bir depolama şişesine aktarın ve etiketleyin
  8. Sonuçları belgeleyin

Tampon Çözeltileri Nasıl Çalışır?

Tamponlar küçük miktarlarda asit veya baz eklendiğinde pH'taki değişikliklere direnç gösteren sulu sistemlerdir ve zayıf bir asit ile eşleniği bir bazdan oluşur. Tamponlar, reaksiyonlar sırasında serbest kalan protonları emerek veya reaksiyonlar protonları tükettiğinde protonlarını serbest bırakarak çözeltinin pH'ını sabit tutar. Zayıf asitlerin veya bazların kısmen nötralize edilmiş çözeltilerinin, küçük miktarlarda kuvvetli asitler veya bazlar eklendiğinde pH değişimlerine dirençli olduğunun keşfi, "tampon" kavramına yol açmıştır.

Eşlenik bir baz, bir protonunu kaybetmiş bir asittir.
HA  ↔  H+ + A-
Asit  ↔  proton + eşlenik baz

Eşlenik bir asit, bir proton kazanmış bir bazdır.
A + H+  ↔  H+A
Baz + proton  ↔  eşlenik asit

Ayrışmış ve ayrışmamış biçimler arasında bir denge kurulur.
Örneğin, zayıf asetik asit suyun içinde kısmen ayrışarak asetat iyonu üretir:
CH3COOH  ↔  H+ + CH3COO-
Ayrışmamış asetik asit, hidrojen iyonları ve ayrışmış iyon, çözeltinin içinde denge halinde bulunur.
 

Sodyum asetat da suyun içinde aynı asetat iyonunu üreterek ayrışır:
CH3COONa  ↔  Na+ + CH3COO-
Ayrışmamış sodyum asetat ile sodyum ve asetat iyonları, çözeltinin içinde denge halinde bulunur.
 

Bu durumda, asetik asit ve sodyum asetatın bir karışımından oluşan bir sulu çözelti, içine bir asit eklendiğinde hidrojen iyonlarının asetat bazı ile asetik asit oluşturmak üzere birleşmesi yoluyla H+ iyonlarını emer. Ayrıca, çözeltiye bir alkalinin eklenmesi yoluyla çözeltiye OH- iyonları girdiğinde bu iyonlar asit molekülleri (H+) ile birleşerek suya dönüşür. Bu şekilde, sistem dengeyi yeniden kurmaya çalışırken çözelti pH değerindeki değişimlere direnç gösterir. Tampon çözeltileri bu şekilde çalışır.

Tampona asit ekledikten sonra ne olur?

Zayıf asit ve eşlenik bazının dengedeki bir karışımına biraz kuvvetli asit (daha fazla H+) eklendiğinde denge, Le Chatelier prensibine göre sola kayar.

Tampona baz ekledikten sonra ne olur?

Benzer şekilde karışıma kuvvetli bir baz eklendiğinde hidrojen iyonu konsantrasyonundaki azalma, eklenen baz miktarı için beklenen miktardan daha düşük olur. Bunun sebebi, bazla girilen reaksiyonda kaybedilen H+ iyonlarına uyum sağlamak üzere reaksiyonun sağa kaymasıdır.

Buffer Preparation Formula

Tampon Çözeltisi Tipleri

Zayıf bir asit ve eşleniği bir bazdan oluşan tampon çözeltileri asitli tamponlar olarak anılır ve pH değerleri 7'den küçüktür. Asetik asit (zayıf asit) ve sodyum asetat (eşlenik baz) ile hazırlanan bir tampon, asitli bir tampondur ve pH'ı yaklaşık olarak 4,75'tir.
Zayıf bir baz ve eşleniği bir asitten oluşan tampon çözeltileri bazlı tamponlar olarak anılır ve pH 7'den büyüktür. Bazlı tamponlara bir örnek, amonyum hidroksit (zayıf baz) ve amonyum klorürün (eşlenik asit) sulu bir çözeltisidir ve pH'ı 9,25'tir.

Tampon Çözeltisi Hazırlarken Nelere Dikkat Edilmeli?

Tampon çözeltileri, en çok pH değerleri sistemin veya incelenen çözeltinin pH'ına benzer olduğunda işe yarar. İnsan biyolojisindeki enzimlerin çalışılmasında, kanın pH'ına uygun, 7,35-7,45 aralığında bir sistem gerekir. Aksi takdirde enzimler düzgün biçimde işlevlerini yerine getirmez. Tampon sisteminin pH'ı arzu edilen aralığın dışındaysa bu durum analizleri de olumsuz biçimde etkileyecektir.

Bu yüzden, belirli bir pH değerine sahip tampon çözeltileri hazırlayabilmek gereklidir ve bu işlem farklı biçimlerde yapılabilir:

  • pH ayarlaması
    Kristal halindeki asit veya baz önce sonuçta elde edilmesi gereken tampon çözeltisi hacminin %60-70'i kadar hacimdeki suda çözülür. pH test edilir ve ardından ayarlanır. Kristal halinde bir asit kullanılıyorsa inceleme altındaki sisteme müdahale edebilecek iyonları üretmeyecek bir baz kullanılarak pH ayarlanır. Kristal halinde bir baz kullanılıyorsa pH uygun bir asit kullanılarak ayarlanır. İstenilen pH'a ulaşıldığında tampon çözeltisinin hacmi gereken hacmi elde etmek için suyla tamamlanır.

  • Asit ve baz çözeltilerinin karıştırılması
    Bu metotta bir asit veya baz çözeltisi ilgili tuz çözeltisi ile karıştırılır. Kaynak çözeltilerin konsantrasyonları gereken tampon çözeltisi ile aynı olmalıdır. Çözeltiler, sonuçta ortaya çıkacak tampon çözeltisinde farklı pH değerleri elde etmek için değişen oranlarda karıştırılabilir. Alternatif olarak ise bir çözelti diğerine eklenirken pH izlenebilir.

  • Henderson-Hasselbach denkleminin kullanılması
    Tampon çözeltisinin pH değerini kestirmek için ayrışma sabiti pKa kullanılarak Henderson-Hasselbach denkleminden yararlanılabilir. Çözelti içinde zayıf bir asit (HA), ayrıştığı hidrojen iyonları (H+) ve asidin eşlenik bazı dengedeyken (A-), ayrışma sabiti bu denge noktasındaki asidin kuvvetinin bir ölçüsüdür. Henderson-Hasselbach denklemi şu şekildedir:
  • Buffer Preparation - second formula

    pKa, zayıf asidin ayrışma sabiti;
    [A-], denge durumundaki eşlenik bazın konsantrasyonu;
    [HA], denge durumundaki asidin konsantrasyonudur

    Eşlenik bazın ve asidin denge noktasındaki konsantrasyonları aynı olduğunda pH, ayrışma sabitine eşit olur. Bu noktada tampon çözeltisi maksimumu tamponlama kabiliyetine sahip olur.
    Henderson-Hasselbach denklemi, doğrudan pH'ın ölçümü yoluyla zayıf asitlerin ayrışma katsayısının hesaplanması için de kullanılır

Üniversal Tamponların Faydaları
Üniversal tampon çözeltileri çeşitli asit baz çiftlerinin bir araya gelmesinden oluşur. Bu da üniversal tamponların çok çeşitli çözeltilerin pH değerini korumasını ve bu sayede daha çok sayıda uygulamada kullanılabilmesini sağlar.

Tamponları Hazırlama ve Kullanma ile İlgili Ek İpuçları

  • Tampon hazırlama SOP'si (Standart İşlem Prosedürü) oluşturma
    Tampon hazırlama prosesini belgelemek ve tutarlılık ile tekrarlanabilirliği garantilemek için herkesin aynı prosedürü izlemesini sağlamak iyi bir fikirdir. SOP; kullanılan malzemelerin ayrıntılarını, bileşenlerin ne zaman ve ne şekilde eklenip pH ölçümünün yapılacağına dair kesin adımları içermelidir. SOP, aşağıda belirtilen noktaların birçoğunu da içerebilir.
  • Koruyucu kıyafet giyin
    Özellikle kuvvetli asitler veya bazlar ile çalışılırken uygun kişisel koruyucu donanım (KKD), örneğin koruma amaçlı gözlük ve kıyafetler giyilmelidir.
  • Mikrobik kirlenmeyi (özellikle biyoloji uygulamalarında) kontrol edin
    Herhangi bir tamponu kullanmadan önce kabı mikrobik kirlenme için kontrol edin. Özellikle pH'ı nötr değerine yakın olan tampon çözeltileri kirlenmeye elverişlidir. Çözeltide biraz bulanıklık veya dipte tortulanmış yabancı maddeler görebilirsiniz.
  • pH ölçüm cihazınızı doğru kullanın
    Doğru pH ölçümlerini garantilemek için pH ölçüm cihazınız düzenli olarak kalibre edilmeli ve bakımı yapılmalıdır. Kullanımdan önce elektrot uygun biçimde hazırlanmalı, elektrot bağlantısının doğru biçimde daldırılmasını sağlamak için yeterli miktarda tampon çözeltisi kullanılmalıdır. Ölçümü kaydetmeden önce pH değerinin sabitlenmesini bekleyin ve işlem sonrasında elektrodu damıtılmış suyla çalkalayın. pH ölçüm cihazınızı ortam sıcaklığında kullanmaya dikkat edin veya entegre sıcaklık probu olan bir elektrot kullanın.
  • Sıcaklığa dikkat edin
    Ayrışma miktarı sıcaklıkla değişebilir. Bu nedenle tampon çözeltiniz, analizlerinizi yapacağınız sıcaklıkta hazırlanmalıdır. Ayrıca, elektrodu kalibre ettiğiniz sıcaklığın, ölçümü yaptığınız sıcaklıkla aynı olduğuna emin olun.
  • Konsantrasyona dikkat edin
    Hazır tampon çözeltilerini analizlerde kullanmak üzere gerekli konsantrasyona ulaşana kadar sulandırmak yaygın bir uygulamadır. Ancak, konsantrasyonun değiştirilmesi ayrışma miktarını etkileyebilir. pH hidrojen iyonlarının (H+) bir ölçüsü olduğundan ayrışmadaki bir değişim pH değerinin değişmesine sebep olabilir. Sulandırma sonrasında tamponu kullanmadan önce pH yeniden kontrol edilmelidir.

Tampon Hazırlama Uzmanı

Tampon Çözeltisi Hazırlamanın Zorlukları

Doğru Tampon Hazırlama

Guide: Biological Buffer Preparation

Tampon Hazırlama – Kapsamlı Veri Yönetimi ile Optimize Edilmiş Bir İş Akışı

Tampon Hazırlama – pH Ölçüm Cihazı Kalibrasyonu

İlgili Ürünler

SSS - Tampon Çözeltisi Hazırlama


 

1. Tampon hazırlama için tartımı nasıl daha verimli hale getirebilirim?

 

METTLER TOLEDO XPR/XSR terazilerinde kendi tartım metotlarınızı kaydedebilirsiniz. Tampon hazırlama için bu işlem; her tampon bileşenini hedeflenen ağırlığı ve tolerans aralığı ile birlikte teraziye bir reçete halinde kaydetmek üzere terazi üzerindeki "Şablonlarla basit formülasyon" metodundan yararlanarak gerçekleştirilir. Metot başlatıldığında, prosedürün her adımında yönlendirilirsiniz. Reçete sayfasını kontrol etmek için vakit kaybetmez ve prosedürün hangi noktasında olduğunuz konusunda bir belirsizlik yaşamazsınız. Ağırlık sonuçları otomatik olarak kaydedilir ve işlemin sonunda bastırılabilir. Böylece tüm tartım sonuçlarını elle kaydetme ihtiyacı ortadan kalktığından zamandan önemli ölçüde tasarruf edersiniz.


 

2. Tampon çözeltileri hazırlama için en iyi terazi hangisi?

En iyi terazinin hangisi olduğu sizin özel ihtiyaçlarınıza bağlıdır. Tartmak istediğiniz en büyük ve en küçük miktarların yanı sıra bunları hangi doğrulukta tartmanız gerektiğini (yani tolerans veya izin verilen hata payının ne kadar olacağını) bilmeniz gerekir. METTLER TOLEDO, uygulama gereksinimlerinizi karşılayan doğru teraziyi seçmenize yardımcı olmak üzere ücretsiz bir hizmet sunar. Yerel temsilcinizden ücretsiz olarak terazilerle ilgili öneriler vermesini istemeniz yeterlidir. Aynı hizmet, mevcut terazinizin ihtiyaçlarınızı karşılayıp karşılamadığını da belirler.


 

3. Tampon çözeltisi hazırlama sırasında kaydedilecek çok fazla veri var. Hata yapmaktan nasıl kaçınabilirim? Hatasız bir çözelti istiyorum.

Öncelikle, terazinize bir barkod okuyucu bağlayın. Barkod okuyucu numune kimlikleri, parti numaraları ve sipariş numaraları vb. bilgileri elektronik olarak kaydetmenizi sağlar. İkinci olarak terazinize bir yazıcı bağlayın. METTLER TOLEDO P-5x serisi yazıcılar sayesinde tartım prosedürünün sonunda sonuçlarla birlikte meta data, tarih ve saat otomatik olarak basılabilir. Diğer bir opsiyon ise terazinizi, doğrudan LIMS veya ERP'lerinize gönderebileceğiniz özelleştirilebilir raporları da içeren kapsamlı veri yönetimi olanağı sunan LabX laboratuvar yazılımına bağlamaktır.


 

4. Tampon çözeltimin pH ölçümünden nasıl emin olabilirim?

Doğruluğundan emin olabilmek için pH ölçüm cihazınızın periyodik olarak kalibrasyonu ve düzenli olarak kontrol edilmesi gerekir. Kılavuza danışın ve METTLER TOLEDO'nun kolay pH ölçüm cihazı kalibrasyonu çözümü hakkında daha fazla bilgi edinin. Ayrıca bu videoyu izleyin: pH Kalibrasyonu ‒ Kullanışlı Bir Yönlendirici Bilgi Kılavuzu.


 

5. Bir içerikten gerekenden fazla ilave edersem ne olur?

Yanlışlıkla bir içerikten çok fazla miktarda tartarsanız o noktaya kadar tartmış olduğunuz malzemeleri atmak yerine diğer içeriklere de ilave yapmak mümkündür. Miktarları manuel olarak hesaplıyorsanız bu işlem zor olabilir ve yüksek bir hata riski taşır. Ayrıca gereken ek miktarların çok küçük olabileceğini ve terazinizin bunun için uygun olmayabileceğini de bilmeniz gerekir. Daha yüksek doğruluk derecesine ve daha düşük bir minimum ağırlık özelliğine sahip ikinci bir terazi gerekebilir. Teraziniz LabX'e bağlıysa gerekli hesaplamaları LabX sizin için gerçekleştirebilir ve prosedürdeki ilerlemenizi takip edebilir.