Калий фосфорнокислый Ч: монозамещённый фосфат калия квалификации «Ч»
Калий фосфорнокислый Ч — это дигидроортофосфат калия KHPO квалификации «чистый» (Ч), выпускаемый по ГОСТ 4198-75. Реагент представляет собой бесцветные прозрачные кристаллы или белый кристаллический порошок без запаха, хорошо растворимый в воде. Квалификация «Ч» регламентирует содержание основного вещества не менее 99,5 % и ограничивает примеси тяжёлых металлов, сульфатов, хлоридов и мышьяка. Именно этот уровень чистоты определяет применение реагента в аналитической практике, буферных системах и точных технологических процессах, где примеси недопустимы.
Физико-химические характеристики
Кристаллическая структура KHPO относится к тетрагональной сингонии. Вещество плавится с разложением при 252–253 C, плотность — 2,338 г/см. Водные растворы имеют кислую реакцию: pH 1 %-го раствора составляет 4,4–4,7 при 20 C. Растворимость в воде — 22,6 г на 100 г при 20 C, с ростом температуры увеличивается до 83,5 г при 90 C. В этаноле реагент практически нерастворим, что используют при перекристаллизационной очистке.
Ключевое свойство дигидрофосфата калия — способность формировать буферные растворы в диапазоне pH 5,8–8,0 при смешивании с гидрофосфатом калия KHPO. Это делает пару KHPO/KHPO основой фосфатного буфера, применяемого в биохимии, культивировании микроорганизмов и калибровке pH-метров.
Показатели качества по ГОСТ 4198-75
| Показатель | Норма для «Ч» | Метод контроля | Влияние на процесс | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля KHPO | 99,5 % | титрование NaOH | стабильность буфера | основной нормируемый параметр |
| Нерастворимые в воде примеси | 0,005 % | гравиметрия | прозрачность растворов | фильтр «синяя лента» |
| Сульфаты (SO) | 0,01 % | турбидиметрия | ионная сила раствора | осаждение BaSO |
| Хлориды (Cl) | 0,002 % | аргентометрия | коррозия электродов | важно для потенциометрии |
| Тяжёлые металлы (Pb) | 0,0005 % | сульфидный тест | токсичность, катализ | в пересчёте на Pb |
| Мышьяк (As) | 0,0002 % | проба Гутцайта | безопасность реагента | лимит для реактивов |
| pH 5 %-го раствора | 4,2–4,8 | потенциометрия | кислотность среды | при 20 C |
Области применения
Квалификация «Ч» открывает применение реагента там, где примеси искажают результат или снижают выход целевого продукта:
- Приготовление фосфатных буферных растворов для жидкостной хроматографии (ВЭЖХ, FPLC) и электрофореза.
- Питательные среды для культивирования бактерий, дрожжей и клеточных линий в биореакторах.
- Компонент растворов для капиллярного электрофореза и амперометрического детектирования.
- Источник калия и фосфора в гидропонике и микроклональном размножении растений.
- Синтез оптических кристаллов KHPO для нелинейной оптики и модуляторов Поккельса.
- Эталонные растворы при градуировке ион-селективных электродов и спектрометров.
Условия хранения и совместимость
Реагент хранят в герметичной таре из полиэтилена или стекла в сухом помещении при температуре от –20 до +25 C, защищая от прямого солнечного света. Гигроскопичность умеренная, но при влажности выше 75 % возможно слеживание. Срок годности при соблюдении условий — 3 года. Материал совместим с нержавеющей сталью 12Х18Н10Т, полипропиленом, ПТФЭ; не рекомендуется контакт с алюминием и углеродистой сталью из-за кислотности растворов.
Вопросы и ответы
Чем квалификация «Ч» отличается от «ЧДА»?
«Ч» нормирует содержание основного вещества 99,5 % и ограничивает примеси на уровне десятых-сотых долей процента. «ЧДА» предъявляет более жёсткие требования к тяжёлым металлам и применяется в особо точном анализе. Для большинства буферных и питательных сред достаточно «Ч».
Можно ли использовать реагент для приготовления буфера pH 7,4?
Да, при смешивании с гидрофосфатом калия KHPO в рассчитанных пропорциях. Соотношение компонентов подбирают по уравнению Гендерсона–Хассельбаха; для pH 7,4 при 25 C оно составляет примерно 1:1,5 по молярности.
Какой водой разводить навеску?
Для аналитических задач используют деионизированную или бидистиллированную воду с удельной проводимостью не выше 0,2 мкСм/см. Примеси кальция и магния в водопроводной воде образуют нерастворимые фосфаты и искажают pH.
Как утилизировать отработанные растворы?
Растворы с концентрацией до 5 % нейтрализуют до pH 6–8 и направляют в промышленную канализацию после согласования. Концентрированные остатки собирают как кислые неорганические отходы и передают лицензированному оператору.
