Hallo zusammen,
ich muß eine Nährlösung für Algen ansetzen, deren pH Wert zwischen 6,5 und 7,0 betragen soll.
In der Originalvorschrift steht, daß man die Nährlösung nach dem Ansetzen steril filtrieren soll (um Bakterien, Pilzsporen usw. aus der Lösung zu entfernen).
Ich wollte einmal ausprobieren, ob man die Nährlösung (statt sie steril zu filtrieren) auch autoklavieren kann (das ist für mich einfacher).
Da der pH beim Autoklavieren bei manchen Lösungen ansteigt (warum eigentlich?), habe ich ihn vor dem Autoklavieren auf 6,3 eingestellt.
Nach dem Autoklavieren betrug der pH 8,4. Ich möchte ihn jetzt nachträglich auf den Wert 6,5 senken und wollte ausrechnen, wieviel 1 molare Salzsäure ich dafür benötige. Da die Lösung steril bleiben soll, kann ich keine pH Elektrode reinhängen und die Lösung durch zutropfen von HCl auf pH 6,5 titrieren. In der Hoffnung, daß 1 molare HCl wegen ihres sehr sauren pH schon steril ist und ich sie zusätzlich vor dem zudotieren in die Nährlösung mit UV-Licht bestrahle (um evtl. doch vorhandene Keime abzutöten), möchte ich also die benötigte HCl-Menge ausrechnen und dann steril in die Nährlösung pipettieren.
In einem Vorversuch habe ich festgestellt:
Gibt man zu 100 ml der autoklavierten Nährlösung (pH 8,4) 50 Mikroliter 1 molare Salzsäure, dann wird der pH 3,67.
Ich habe jetzt versucht auszurechnen, wieviel 1 molare Salzsäure ich zu den restlichen 800 ml der Nährlösung geben muß, um einen pH von 6,5 einzustellen.
Könnt Ihr mir bitte sagen, ob ich dabei einen Fehler gemacht habe oder stimmt die Rechnung?
In den 50 Mikrolitern 1 molarer Salzsäure befinden sich 50 Mikromol HCl.
Gibt man die 50 Mikromol HCl in 100 ml Nährlösung, erhält man folgende Stoffmengenkonzentration von HCl: 500 Mikromol pro Liter
Der pH Wert der Nählösung beträgt 3,67. Rechnet man ihn in die Stoffmengenkonz. an Hydronium-Ionen um, so erhält man 210 Mikromol pro Liter.
Würden in der Nährlösung keine puffernden Substanzen wie Hydrogencarbonat und Dikaliumhydrogenphsophat sein (beide wirken hier als Basen und nehmen Protonen von der Salzsäure auf), dann hätten die zudotierten 50 Mikromol HCl vollständig zu Hydronium-Ionen reagieren müssen und man hätte eine Hydronium-Ionenkonz. von 500 Mikromol pro Liter (das entspräche einem pH von 3,3).
Da der pH aber 3,67 ist (was einer Hydronium-Ionenkonz. von 210 Mikromol pro Liter entspricht), müssten 500 Mikromol pro Liter minus 210 Mikromol pro Liter = 290 Mikromol pro Liter von den puffernden Substanzen in der Lösung gebunden worden sein?
Rechnet man das auf 800 ml Nährlösung um, komme ich auf 232 Mikromol HCl-Moleküle pro 800 ml Nährlösung, die von den puffernden Substanzen neutralisiert werden.
Um den pH von 8,4 (10^-8,4 mol Hydronium-Ionen pro Liter) auf 6,5
10^-6,5 mol Hydronium-Ionen pro Liter) zu senken, benötigt man die Differenz
10^-6,5 mol Hydronium-Ionen pro Liter minus 10^-8,4 mol Hydronium-Ionen pro Liter an Hydronium-Ionen. Das sind ca. 0,3 Mikromol pro Liter bzw.
0,24 Mikromol pro 800 ml Nährlösung.
Addiert man diese 0,24 Mikromol HCl-Moleküle pro 800 ml Nährlösung zu den 232 Mikromol HCl-Molekülen pro 800 ml Nährlösung, die von den puffernden Substanzen neutralisiert werden, so kommt man auf 232,24 Mikromol HCl-Moleküle, die zu den 800 ml Nährlösung pipettiert werden müssen, um den pH auf 6,5 zu senken.
232,24 Mikromol HCl-Moleküle sind in 232,24 Mikroliter 1 molarer Salzsäure enthalten.
2,24 Miroliter kann ich nicht genau genug pipettieren, also lasse ich sie weg und gebe 230 Mikroliter der Salzsäure in die 800 ml Nährlösung, damit müßte der pH eigentlich immer noch zwischen den erforderlichen 6,5 und 7,0 liegen.
Wenn mir jemand helfen könnte und mir sagt, ob meine Rechnung nonsense oder richtig ist, wäre ich sehr dankbar!
Viele Grüße