Фосфатный буфер pH

[АЭС]

Доброго дня! 

 

Прошу помощи по вопросу изготовления и использования фосфатного буфера рН. Заранее извиняюсь, если что не так спрошу, крайний раз химию изучал 19 лет назад...

 

Собственно предыстория - требуется буфер для поддержания рН раствора в пределах 5,7-6,2, раствор представляет собой смесь различных солей, используется в гидропонном методе выращивания растений. С течением времени растения неравномерно поглощают анионы и катионы, поэтому рН раствора "плавает", что приводит к блокировке поглощения корнями питательных элементов. Хотелось бы использовать какой-то буфер рН, чтобы минимизировать самопроизвольные изменения рН.

 

Планировал использовать такой состав: 

Раствор гидрофосфата натрия (0,0667 М раствор готовить растворением 11,866 г Na2HPO4 2H2O в 1 л воды) объемом 6,2 мл, поместить в колбу на 100 мл и разбавить раствором дигидрофосфата калия (0,0667 М раствор готовить растворением 9,072 г KH2PO4 в 1 л воды) до метки.

 

После того, как я сделал по этому рецепту смесь (использовал весы с точностью до второго знака после запятой), добавлял в воду с рН 7,4 по миллилитру, значение рН практически не менялось (рН-метр с двумя знаками после запятой), то есть менялось, но очень незначительно.

 

Тогда я  взял литр воды с предварительно выровненным рН (выравнивал смесью аммония сернокислого, лимонной кислоты и аммония фосфорнокислого в равных количествах по весу) до значения 6.

После этого повысил рН воды добавлением 0,5 мл 20% водного раствора углекислого калия до значения рН 6,25

 

Смешал компоненты буфера  в сухом виде, и добавил 1 гр сухой смеси в воду. Сейчас рН 6,08-6,1

 

Вопрос в следующем: как посчитать количество требуемого фосфатного буфера для надёжного поддержания рН в районе 5,7-6,1, или это возможно определить только экспериментально?

 

Буду очень благодарен за любую информацию по данному вопросу, 

с уважением, Александр.

Изменено 19 Ноября, 2014 в 08:32 пользователем АЭС

[АЭС]

Уважаемые химики, неужели никто не имеет знаний по данному вопросу?

[АЭС]

а за денежку можно получить консультацию, раз на безвозмездной основе данный вопрос не получает ответа?

[aversun]

Смешал компоненты буфера  в сухом виде, и добавил 1 гр сухой смеси в воду. Сейчас рН 6,08-6,1

 

Вопрос в следующем: как посчитать количество требуемого фосфатного буфера для надёжного поддержания рН в районе 5,7-6,1, или это возможно определить только экспериментально?

А как вам отвечать, если вы практически ничего не сообщаете? Добавил 1 г. в воду. В какую воду? В ту которую вы сделали с рН 6,25 или еще какую? Если в ту, то вам повезло, что буфер сработал в такой смеси, которая сама по себе по сути буфер. Какой объем, какие концентрации и чего вы собираетесь буферировать? Это еще не считая воздействия самой корневой системы растений.

[АЭС]

спасибо огромное за внимание к моему вопросу.

по уточняющим вопросам:

- добавил в воду, которую набрал из крана, сутки отстаивалась с аэрацией, 240 ppm, исходный рН 7,8. довёл рН до 6,25, после этого добавил буфер.

- объём бака системы 50 литров, концентрация раствора соли жесткости+удобрения 700-900 ppm, буферировать хочу этот раствор, чтобы рН хотя бы в течение суток не выходил за пределы 5,7-6,2, потому что растения не очень хорошо реагируют на плавающий рН. думалось, что добавив буфер, получится более-менее стабилизировать этот параметр.

можно конечно поставить автомат, который будет мерять рН и периодически доливать то кислоту, то раствор поташа, но это приводит к постоянному повышению ppm раствора, приходится пересчитывать количества добавляемых удобрений...

[aversun]

Советую вам не заморачиваться с вычислениями, а просто определить все экспериментально, это будет надежнее. По сути, ваш буфер по сути так же является удобрением и растения будут поглощать его компоненты.

Вы проверяли рН вашего раствора, весьма вероятно, что его рН и без буфера будет в приделах 5,7-6,2

[АЭС]

Посоветуйте пожалуйста, как лучше сделать эксперимент? Просто добавлять небольшие количества смеси в раствор, постепенно увеличивая количество до достижения устойчивого поддержания рН?

Исходный раствор перед тем, как залить его в бак, откуда раствор подаётся растениям, я делаю так: водопроводная вода отстаивается сутки или больше с аэрацией, чтобы вышел аммиак и хлор, при этом рН растёт. Понижаю рН смесью азотной и ортофосфорной кислоты до 5,7-6,0, добавляю удобрения, еще раз проверяю рН, если требуется (что редко) - еще раз корректирую. В течение недели (от замены до замены раствора) растения "выедают" анионы и катионы, и рН постепенно уплывает либо в кислоту либо в щелочь, в зависимости от стадии роста растения. Плюс еще корневые выделения растений и жизнедеятельность микроорганизмов понижают рН, иногда резко, за сутки может упасть с 6 до 3,5, а это для растений большой стресс. Вот и заморочился вопросом, что бы такого съесть, чтобы похудеть что бы такого добавить в раствор, чтобы минимизировать (а в идеале - полностью исключить) такие ситуации. Искал, копал, напал на тему буферизации, подумал что можно было бы попробовать использовать...

[aversun]

Ну так ваши растения будут с успехом выедать и ваш фосфатный буфер, может лучше ацетатный, возможно, что будет достаточно просто добавлять ацетат натрия, но все это надо проверять. Опять же, много вы буфера вероятно добавить не можете, по этому без конца добавлять до устойчивого тоже не можете. куда ни кинь всюду клин. Добавляйте и смотрите. 

[АЭС]

Понял Вас, благодарю!

Ацетатный с уксусной кислотой, она ведь вроде органическая, а в раствор органику добавлять не приветствуется, чревато бактериальными вспышками...

 

Если позволите, еще один вопрос попутно - путём небольшого промышленного шпионажа  был найден состав понизителя рН, который производят и используют европейцы, но информации о соотношении компонентов нет. Состоит из аммония сернокислого, аммония фосфорнокислого и лимонной кислоты. 

Приобрёл требуемое, взял стаканчики с одинаковой водой по 100 мл с исходным рН 7,6,  всыпал по 0,2 гр каждого компонента, замерял рН. где лимонная кислота - рН стал 3, где сернокислый 7,6, где фосфорнокислый - 7,9. 
2 компонента из трёх не понижают рН, тогда с какой целью их добавляют в понизитель? Не могли бы Вы высказать своё мнение,  для чего в понизитель могут добавляться вещества, не понижающие рН?

 

Спасибо!

[aversun]

Понял Вас, благодарю!

Ацетатный с уксусной кислотой, она ведь вроде органическая, а в раствор органику добавлять не приветствуется, чревато бактериальными вспышками...

 

Если позволите, еще один вопрос попутно - путём небольшого промышленного шпионажа  был найден состав понизителя рН, который производят и используют европейцы, но информации о соотношении компонентов нет. Состоит из аммония сернокислого, аммония фосфорнокислого и лимонной кислоты. 

Приобрёл требуемое, взял стаканчики с одинаковой водой по 100 мл с исходным рН 7,6,  всыпал по 0,2 гр каждого компонента, замерял рН. где лимонная кислота - рН стал 3, где сернокислый 7,6, где фосфорнокислый - 7,9. 

2 компонента из трёх не понижают рН, тогда с какой целью их добавляют в понизитель? Не могли бы Вы высказать своё мнение,  для чего в понизитель могут добавляться вещества, не понижающие рН?

 

Спасибо!

Я вам уже писал, что подобный раствор буфер. Для лимонки верно, Но для сульфата аммония нормальный pH должен быть между 5 и 6, для для дигидрофосфата аммония тоже в этих цифрах, вероятно их слишком мало и вода задавила. Компоненты по отдельности не работают, вся суть буфера в совместной работе, когда рН автоматически возвращается в указанный диапазон. Кстати, аммоний такое же удобрение. Я говорил только про ацетат, уксусной кислоты не надо, ее роль съиграет естественное закисление.