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Página Inicial Aplicação Soluções de Pesagem para Laboratório Preparação do Buffer – soluções, cálculo e resolução de problemas comuns

Preparação do Buffer – soluções, cálculo e resolução de problemas comuns

Por que Razão a Pesagem Precisa é Vital para Soluções-Tampão de Qualidade

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Preparação do Buffer – soluções, cálculo e resolução de problemas comuns

A preparação do buffer é um processo comum em laboratórios de química e bioquímica. Uma solução-tampão é uma mistura de um ácido fraco com sua base conjugada ou de uma base fraca com seu ácido conjugado. As soluções-tampão são usadas para ajudar a manter um valor de pH estável de outra solução misturada com o buffer. O buffer resiste a alterações no valor de pH de toda a solução quando uma pequena quantidade de um ácido ou base diferente é introduzida na solução, seja através de adição ou através de qualquer reação química dentro da solução. As soluções-tampão são, portanto, muito úteis em uma grande variedade de aplicações em que é necessário um pH relativamente estável. Um buffer também pode ser denominado buffer de pH, buffer de íons de hidrogênio ou solução-tampão.

Por exemplo, o sangue contém buffers naturais para manter um pH estável entre 7,35 e 7,45, para que as nossas enzimas funcionem corretamente. Como a atividade enzimática varia com o pH, manter um pH constante é essencial em ensaios bioquímicos para garantir o nível correto de atividade. Em aplicações comerciais, os buffers podem ser encontrados nos xampus para evitar a irritação da pele, em loções para bebês para inibir o crescimento de bactérias e em soluções de lentes de contato para garantir que o nível de pH do fluido permaneça compatível com o dos olhos.

A preparação dos buffers consiste em vários passos: pesagem dos componentes, dissolução dos componentes, ajuste do pH e reposição ao volume final. Uma vez que a relação entre o ácido e a base em um buffer está diretamente relacionada com o pH final, é vital pesar os componentes com um elevado grau de precisão. Assim, é importante que o equipamento utilizado (balança, pipetas e medidor de pH) esteja devidamente calibrado e tenha uma precisão suficiente. 

Buffer Preparation

Assista ao vídeo: Preparação de Solução-Tampão – Simples, Conveniente e precisa

A preparação da solução-tampão demora algum tempo e tem de ser feita com cuidado para garantir que o buffer funcione conforme pretendido. Quando a qualidade dos seus produtos ou as análises bioquímicas dependem do desempenho das soluções-tampão, você quer ter a certeza de que estejam certas desde o início.

Assista ao vídeo e veja como pode poupar tempo e esforço preparação de soluções-tampão precisas com as balanças de precisão e medidores de pH da METTLER TOLEDO.


Vá para uma das seguintes seções para explorar e saber mais:

  1. Como preparar soluções-tampão? Procedimento usual.
  2. Know-how de solução-tampão
    1. Como funcionam as soluções-tampão?
    2. Tipos de soluções-tampão
    3. O que considerar ao preparar uma solução-tampão
    4. Benefícios dos buffers universais
    5. Dicas adicionais para preparar e usar buffers
  3. Solicite suporte gratuito para o processo de preparação do buffer
  4. Os desafios da preparação de uma solução-tampão
  5. A solução ideal da METTLER TOLEDO para a preparação de buffer prática e precisa
  6. Guia de pesagem: Fluxos de trabalho de pesagem eficientes
  7. Preparação de buffer – um fluxo de trabalho otimizado com gerenciamento de dados abrangente
  8. Como garantir que seu medidor de pH está calibrado corretamente
  9. Perguntas frequentes sobre a preparação da solução-tampão

Preparação do Buffer – fluxo de trabalho de formulação

Como Preparar Soluções-Tampão? Procedimento Usual.

A preparação dos buffers consiste em várias etapas: calcular os componentes (concentrações e quantidades) de acordo com o uso e o volume-alvo necessários, pesar os componentes, dissolver os componentes, ajustar o pH, encher até o volume final, etiquetar, documentar os resultados e usar diretamente ou armazenar para uso posterior.

  1. Selecione a receita da base de dados
  2. Recalcule as quantidades da receita de acordo com o volume de buffer necessário
  3. Pese os compostos no recipiente
  4. Dissolva os compostos em um solvente adequado (normalmente água)
  5. Verifique e ajuste o valor de pH utilizando um medidor de pH
  6. Complete a solução até o volume necessário
  7. Transfira para um frasco de armazenamento e etiquete
  8. Documente os resultados

Como Funcionam as Soluções-Tampão?

Os buffers são sistemas aquosos que resistem às alterações de pH quando são adicionadas pequenas quantidades de ácido ou de base e são compostos por um ácido fraco e pela sua base conjugada. Um buffer mantém o pH de uma solução constante, absorvendo prótons que são libertados durante as reações ou liberando prótons quando são consumidos por reações. A descoberta de que soluções neutralizadas parcialmente de ácidos ou bases fracos é resistente a mudanças no pH, quando pequenas quantidades de ácidos ou bases fortes são adicionadas, levou ao conceito de “buffer”.
 

Uma base conjugada é um ácido que perdeu um próton.
HA  ↔  H+ + A-
Ácido  ↔  próton + base conjugada
 

Um ácido conjugado é uma base que ganhou um próton.
A + H+  ↔  H+A
Base + próton  ↔  ácido conjugado
 

Estabelece-se um equilíbrio entre a forma dissociada e a não dissociada.
Por exemplo, o ácido acético fraco dissocia parcialmente na água produzindo um íon acetato:
CH3COOH  ↔  H+ + CH3COO-
O ácido acético não dissociado, os íons de hidrogênio e o íon dissociado existem em equilíbrio na solução.
 

Acetato de sódio também se dissocia na água para produzir o mesmo íon acetato:
CH3COONa  ↔  Na+ + CH3COO-
O acetato de sódio não dissociado e os íons de sódio e acetato existem em equilíbrio na solução.
 

Uma solução aquosa de uma mistura de ácido acético e de acetato de sódio pode, por conseguinte, absorver íons H+ da adição de um ácido através da combinação dos íons de hidrogênio com a base de acetato para produzir ácido acético. Além disso, quando íons OH- são introduzidos na solução através da adição de um álcali, eles se combinam com moléculas ácidas (H+) para produzir água. Desta forma, à medida que o sistema tenta restabelecer o equilíbrio, a solução resiste a alterações no valor do pH. É assim que uma solução-tampão funciona.
 

O que acontece depois de adicionar ácido ao buffer?

Quando um pouco de ácido forte (mais H+) é adicionado a uma mistura em equilíbrio do ácido fraco e de sua base conjugada, o equilíbrio é deslocado para a esquerda, de acordo com o princípio de Le Chatelier.
 

O que acontece depois de adicionar uma base ao buffer?

Da mesma forma, se for adicionada uma base forte à mistura, a concentração de íons de hidrogênio diminui para menos do que a quantidade esperada para a quantidade de base adicionada. Isto acontece porque a reação se desloca para a direita para compensar pela perda de H+ na reação com a base.

Buffer Preparation Formula

Tipos de Soluções-Tampão

As soluções-tampão constituídas por um ácido fraco e por sua base conjugada são conhecidas como buffers ácidos e têm um pH < 7. Um buffer feito com ácido acético (ácido fraco) e acetato de sódio (base conjugada) é um buffer ácido e tem um pH de cerca de 4,75.
As soluções-tampão constituídas por uma base fraca e por seu ácido conjugado são conhecidas como buffers alcalinos e têm um pH > 7. Um exemplo de um buffer alcalino é uma solução aquosa de hidróxido de amônia (base fraca) e de cloreto de amônia (ácido conjugado) com um pH de 9,25.
 

O que Considerar ao Preparar uma Solução-Tampão

Soluções-tampão funcionam melhor quando seu pH é semelhante ao do sistema ou da solução que está sendo investigada. No estudo das enzimas em biologia humana, é necessário um sistema que corresponda ao pH do sangue — ou seja, 7,35 a 7,45 — caso contrário, as enzimas não funcionarão corretamente. Se o sistema de tampão tiver um pH fora do intervalo pretendido, isto também terá um impacto negativo nas análises.
 

Por conseguinte, é necessário poder preparar soluções-tampão de um pH específico, o que pode ser feito de diferentes maneiras:

  • Ajuste do pH
    O ácido ou a base cristalina é dissolvido pela primeira vez em um volume de água equivalente a cerca de 60–70% do volume final necessário de solução-tampão. O pH é testado e, em seguida, ajustado. Se for utilizado um ácido cristalino, o pH é ajustado usando uma base que não gere íons que possam interferir no sistema sob investigação. Se for utilizada uma base cristalina, o pH será ajustado usando um ácido adequado. Uma vez atingido o pH pretendido, o volume da solução-tampão pode ser completado com água para obter o volume necessário.

  • Mistura de soluções de ácido e base
    Neste método, mistura-se uma solução de ácido ou de base com uma solução do sal associado. As concentrações das soluções de origem devem ser as mesmas que as da solução-tampão necessária. As soluções podem ser misturadas em diferentes proporções para alcançar valores de pH diferentes na solução-tampão final. Como alternativa, o pH pode ser monitorado enquanto se adiciona uma solução à outra.

  • Usando a equação de Henderson-Hasselbach
    A equação de Henderson-Hasselbach pode ser usada para estimar o pH de uma solução-tampão usando a constante de dissociação, pKa. Quando um ácido fraco (HA) está em solução e a dissociação em íons hidrogênio (H+) e sua base conjugada (A-) está em equilíbrio, a constante de dissociação é uma medida da força do ácido nesse ponto de equilíbrio. A equação de Henderson-Hasselbach é a seguinte: 
    • Buffer Preparation - second formula

    Onde: pKa é a constante de dissociação do ácido fraco
    [A-] é a concentração da base conjugada no equilíbrio
    [HA] é a concentração do ácido no equilíbrio

    No caso de a concentração no equilíbrio da base conjugada e do ácido ser a mesma, o pH torna-se igual à constante de dissociação. Nesse ponto, a solução-tampão fornece o efeito máximo de tampão.
    A equação de Henderson-Hasselbach também é usada para determinar a constante de dissociação de ácidos fracos através da medição direta do pH
     

Benefícios dos Buffers Universais
As soluções-tampão universais consistem em uma combinação de vários pares de ácido-base. Isto permite que os buffers universais mantenham o valor de pH de uma solução em uma faixa mais ampla e, por conseguinte, podem ser usados em muito mais aplicações.

Dicas Adicionais para Preparar e Usar Buffers
 

  • Crie um POP de preparação de buffer
    É uma boa ideia documentar o processo de preparação do buffer e certificar-se de que todos seguem o mesmo procedimento para garantir a consistência e a reprodutibilidade. O POP deve incluir detalhes dos materiais utilizados e as etapas precisas de quando e como adicionar os componentes e medir o pH. O POP também pode incluir muitos dos pontos mencionados abaixo.
     
  • Use vestuário de proteção
    Equipamentos de proteção individual (EPI) adequados, por exemplo, óculos e vestuário de proteção, devem ser usados especialmente ao trabalhar com ácidos ou bases fortes.
     
  • Verifique se há contaminação microbiana (especialmente em aplicações biológicas)
    Antes de usar qualquer buffer, verifique se o recipiente apresenta contaminação microbiana. As soluções-tampão com um pH próximo do neutro são particularmente suscetíveis a contaminação. Você pode ver alguma turvação na solução ou os contaminantes que se fixaram no fundo.
     
  • Utilize o seu medidor de pH corretamente
    Seu medidor de pH deve ser calibrado e receber manutenção regularmente para garantir medições de pH precisas. O eletrodo deve ser devidamente preparado antes da utilização e deve ser usada solução-tampão suficiente para garantir que a junção do eletrodo esteja imersa da forma correta. Aguarde por um valor de pH estável antes de efetuar a leitura e, em seguida, enxágue o eletrodo com água destilada. Tenha certeza de estar utilizando o medidor de pH à temperatura ambiente ou utilize um eletrodo com sensor de temperatura integrado.
     
  • Esteja ciente da temperatura
    A quantidade de dissociação pode variar com a temperatura. A solução-tampão deve, portanto, ser preparada na mesma temperatura em que você vai realizar suas análises. Verifique também se a temperatura na qual o eletrodo é calibrado é a mesma temperatura em que você mede.
     
  • Esteja ciente da concentração
    É prática comum diluir soluções-tampão de reserva até a concentração necessária para uso nas análises. Contudo, a alteração da concentração pode afetar a quantidade de dissociação. Uma vez que o pH é uma medida de íons de hidrogênio (H+), uma alteração na dissociação pode provocar uma alteração no pH. Após a diluição, o pH deve ser verificado novamente antes de usar o buffer.

Especialista em Preparação De Buffer

Precisa de Ajuda?

As soluções-tampão são de vital importância em uma grande variedade de aplicações. No entanto, a preparação do buffer é demorada e trabalhosa e deve ser feita com cuidado para evitar erros. Se precisar de suporte para preparar um buffer ou se quiser obter orientação sobre qual balança atende às suas necessidades de precisão, nossa equipe de especialistas está aqui para você. Não hesite em entrar em contato conosco para obter ajuda ou orientação.

Os Desafios da Preparação de uma Solução-Tampão

Os Desafios da Preparação de uma Solução-Tampão

Embora a solução-tampão mais simples possa consistir apenas em um ácido, uma base e água, os técnicos de laboratório precisam, muitas vezes, preparar várias soluções-tampão por dia  — normalmente consistindo em 2 a 5 componentes, mas podem ser até 20. Um laboratório típico pode ter mais de 20 receitas de solução-tampão destinadas a produzir 1 litro de buffer.

Cálculos da solução-tampão

Com uma base de dados de mais de 20 receitas, o técnico de laboratório primeiro deve se certificar de que está selecionada a receita correta da solução-tampão. Para volumes de solução-tampão diferentes de 1 litro, é necessário recalcular adequadamente as quantidades de todos os componentes e registrar as novas quantidades. Quaisquer erros nos cálculos ou no registro dos novos valores podem levar a valores de pH incorretos na solução-tampão. Existe um maior risco de erros em um sistema de registro manual de dados.

Resultados de pesagem e registro de peso

Ao pesar todos os diferentes componentes da solução-tampão, deve ter-se cuidado para usar a quantidade certa do componente certo. O peso real de cada componente deve ser registrado e, se registrar os resultados manualmente ou introduzir os valores em um computador, deve-se ter cuidado para evitar erros de transcrição.

Dependendo da quantidade necessária de cada um dos componentes da solução-tampão e do peso mínimo da balança, pode ser necessário utilizar duas balanças diferentes. Isto complica o processo e reduz a eficiência.

Desempenho correto dos medidores de pH

A verificação do nível de pH da solução-tampão é de importância vital. No entanto, se o medidor de pH utilizado não estiver calibrado e mantido corretamente, as leituras de pH podem ser imprecisas. O uso de uma solução-tampão com um pH incorreto pode ter um impacto sério nas análises subsequentes ou na qualidade do produto.

Documentação

A solução-tampão final deve ser etiquetada cuidadosamente com todas as informações para evitar quaisquer misturas. A data de validade é importante para garantir que a solução-tampão ainda é eficaz quando for utilizada. Todos os dados relacionados com a preparação da solução-tampão devem ser registrados e armazenados de forma segura para futura referência e rastreabilidade.

Preparação de Buffer com Precisão

A solução ideal da METTLER TOLEDO para a preparação de buffer prática e precisa

As balanças de precisão XSR da METTLER TOLEDO simplificam a preparação da solução-tampão e reduzem significativamente a carga de trabalho dos técnicos de laboratório.

Receitas guardadas

Até 50 receitas de solução-tampão podem ser salvas diretamente na balança como métodos de pesagem. Ao guardar as receitas de solução-tampão mais utilizadas na balança, fica rápido recuperar o método necessário e começar a trabalhar. A balança fornece instruções passo a passo para que os analistas possam acompanhar facilmente onde estão no processo de preparação do buffer.

Cálculos automáticos e guia de pesagem

No início de cada método, é introduzido o volume necessário da solução-tampão e as quantidades dos componentes são calculadas automaticamente. À medida em que cada ingrediente é pesado, o guia de pesagem SmartTrac apresenta graficamente o peso real em relação ao peso pretendido. A barra colorida fica verde assim que o peso do componente adicionado estiver dentro do intervalo de tolerância predefinido. Isto permite que os analistas pesem mais rapidamente e com maior certeza.

Processos eficientes e gravação automática de dados

Depois de cada componente ter sido adicionado, a balança salva o resultado real do peso e, em seguida, tara automaticamente, ajudando no processo de pesagem e eliminando a necessidade de registrar manualmente os resultados. A balança pode ser configurada para imprimir os resultados de peso automaticamente assim que todos os ingredientes tiverem sido adicionados.

Medição conveniente de pH

Os medidores de pH SevenExcellence da METTLER TOLEDO são a escolha perfeita para medições precisas de pH. Estes instrumentos fáceis de utilizar oferecem operação por tela touchscreen, medições diretas com o toque de um botão e gerenciamento inteligente do sensor.

Medições de pH são tão precisas quanto as soluções de calibração usadas. A METTLER TOLEDO oferece também uma seleção de soluções de calibração de pH de qualidade para se adequar às suas necessidades específicas.

Guia de Preparação de Tampão Biológico

Guia de Preparação de Tampão Biológico

Tampões biológicos usados em culturas e isolamento de células, ensaios de enzimas e outras aplicações biológicas precisam ter características distintas. O processo de preparação de tampão precisa envolver diversas etapas, inclusive cálculo de quantidades, pesagem de substâncias, controle dos valores de soluções de pH e pipetagem líquida.


Aprenda dicas e sugestões para melhorar a produtividade de seu processo de preparação e garanta bons padrões de qualidade e rastreabilidade para soluções tampão.

  • A orientação ao usuário POP passo-a-passo e reações de tampão acessíveis diretamente na tela da balança melhoram os fluxos de trabalho

  • A pesagem precisa de compostos é essencial para a qualidade de soluções tampão

  • A medição de pH precisa e confiável é importante para a preparação correta de tampões

  • A operação e o uso corretos das pipetas ajudam a garantir que o buffer de pH seja ajustado adequadamente

  • O cálculo automático, a rotulagem e o relatório ajudam a garantir a segurança na transferência e na rastreabilidade de dados

Preparação de Buffer – Um Fluxo de Trabalho Otimizado com Gerenciamento de Dados Abrangente

Preparação de Buffer – Um Fluxo de Trabalho Otimizado com Gerenciamento de Dados Abrangente


As balanças de precisão da Linha Excellence da METTLER TOLEDO (XPR e XSR) e os medidores de pH SevenExcellence podem ser conectados ao nosso exclusivo software de laboratório LabX para criar um sistema totalmente otimizado que proporciona uma gama de vantagens principais:

  • Documentação e cálculos automáticos
  • Todos os resultados salvos em uma base de dados segura
  • Rastreabilidade total
  • Gestão central de tarefas, usuários e instrumentos

Suporte com conformidade com a norma 21CFR parte 11 da FDA

O LabX oferece funções abrangentes de gerenciamento de dados, praticamente eliminando a transcrição manual de dados – até mesmo rótulos detalhados podem ser impressos automaticamente. Com uma base de dados centralizada, todos os usuários e instrumentos conectados podem acessar os mesmos POPs armazenados para a preparação do buffer. Isto garante que todos os analistas realizam a preparação do buffer com parâmetros e configurações idênticos. Todos os resultados e metadados do processo são salvos automaticamente em uma base de dados segura para garantir uma rastreabilidade total.

Preparação do Buffer – Calibração do Medidor de PH

Como Garantir que Seu Medidor de pH está Calibrado Corretamente

 

Para calibrar com precisão o seu medidor de pH, você necessita de soluções-tampão de calibração precisas de pH conhecido! A METTLER TOLEDO oferece uma linha de buffers de pH de qualidade e garante a máxima precisão com buffers NIST/DIN.

Cada buffer é fornecido com um certificado de teste para ajudar a garantir a conformidade e a rastreabilidade. Quer você necessite apenas de um buffer técnico ou de um buffer certificado por um organismo acreditado, temos os buffers adequados para satisfazer suas necessidades.

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Os buffers de pH técnicos rastreáveis, certificados e NIST/DIN garantem calibrações de pH precisas e estão disponíveis em frascos ou sachês de uso único.

Perguntas Frequentes – Preparação da Solução-Tampão

Perguntas Frequentes sobre a Preparação da Solução-Tampão

 

Selecione sua Pergunta

  1. O que é um analisador de umidade?
  2. Como um analisador de umidade funciona?
  3. Qual é o melhor analisador de umidade para a minha aplicação?
  4. Que aspectos devo considerar ao selecionar um analisador de umidade?
  5. Por que as características da amostra são importantes para a decisão de compra do analisador de umidade?


 

1. Como posso tornar a pesagem para a preparação do buffer mais eficiente?

 

Nas balanças XPR/XSR da METTLER TOLEDO, você pode salvar os seus próprios métodos de pesagem específicos. Para a preparação do buffer, isto é conseguido utilizando o método de "Formulação simples com modelos" na balança para armazenar cada componente do buffer, com o seu peso-alvo e intervalo de tolerância, como uma receita na balança. Quando o método é iniciado, você é orientado ao longo de cada etapa do procedimento. Não se desperdiça tempo verificando uma folha de receita e não há dúvidas sobre onde você se encontra no procedimento. Os resultados de peso são salvos automaticamente e podem ser impressos no final, para poupar um tempo considerável eliminando a necessidade de registrar todos os resultados de peso à mão.

 


 

2. Qual é a melhor balança para a preparação da solução-tampão?

A melhor balança depende dos seus requisitos individuais. Você necessita saber as maiores e as menores quantidades que quer pesar, bem como quanta precisão você necessita para pesá-las (isto é, qual a tolerância ou o erro permissível). A METTLER TOLEDO oferece um serviço gratuito para ajudar você a escolher a balança certa para atender aos requisitos da sua aplicação. Basta pedir ao seu representante local por uma recomendação gratuita de balança. O mesmo serviço também determina se sua balança existente atende aos seus requisitos.

 


 

3. Durante a preparação da solução-tampão, existem muitos dados a registrar. Como posso evitar de cometer erros? Preciso de uma solução sem erros.

Primeiro, conecte um leitor de códigos de barras à sua balança. Isto permite que você registre eletronicamente as IDs de amostra, números de lote e números de pedido, etc. Em segundo lugar, conecte uma impressora à sua balança. Com a linha de impressoras METTLER TOLEDO P-5x, os metadados e a data e hora podem ser impressos automaticamente juntamente com os resultados no final do procedimento de pesagem. Uma opção alternativa é conectar sua balança ao software de laboratório LabX, que oferece uma gestão de dados abrangente, incluindo relatórios personalizáveis que podem ser enviados diretamente para o seu LIMS ou ERP.

 


 

4. Como posso ter a certeza da leitura de pH da minha solução-tampão?

A calibração periódica e as verificações regulares do seu medidor de pH são necessárias para garantir a sua precisão. Consulte o guia e saiba mais sobre a solução da METTLER TOLEDO para calibração fácil de um medidor de pH. E veja este vídeo: Calibração de pH ‒ Um Guia de Instruções Prático.

 


 

5. E se eu adicionar mais do que é necessário de um ingrediente?

Se você acidentalmente pesar um ingrediente em demasia, é possível adicionar quantidades adicionais dos outros ingredientes ao invés de descartar os materiais pesados até esse ponto. Se for calcular as quantidades manualmente, pode ser um desafio e existe um risco elevado de erros. Você deve também estar ciente que as quantidades adicionais requeridas podem ser muito pequenas e sua balança pode não ser apropriada para isto. Pode ser necessária uma segunda balança com um grau de precisão mais elevado e um peso mínimo mais baixo. Se sua balança estiver conectada ao LabX, o software pode efetuar os recálculos necessários e acompanhar o seu progresso no procedimento.