化学の素人です。
リン酸一ナトリウムとリン酸二ナトリウムを用いて50mmol/L リン酸ナトリウム緩衝液(pH5.5)を調製して実験していますが、この緩衝液に緩衝能はありますか?お教えください。

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A 回答 (3件)

緩衝液中で実験をされているということは、pH を変化させる物質(酸や塩基)の出入りがあるということですよね? 具体的に、どの程度の量の出入りがあるのでしょうか?



また、pH = 5.5 で実験をされているということですが、実験を行いたい pH の範囲は、具体的にはいくつでしょうか?(例えば pH 5.4 ~ 5.6 とか)

実際に、ご自分の系でどの程度の pH 変化が起こりうるのか、計算をしてみるのが良いかと思います。pH 変化が所望の範囲内に抑えられていれば、「緩衝能あり」と判定してよいでしょう。pH 計算方法の概略については、参考 URL を見てください。もし分からない点があれば補足要求をしてください。

化学の素人さんということですので、きっと学生さんですよね? pH 計算は基礎ですので、ぜひ、頑張って解いてみてください。なお、どうしても解けないのでしたら、以下のようなシミュレーションソフトもあります。

 http://www.vector.co.jp/soft/dl/other/java/se338 …

ちなみに、pH = 5.5 なら酢酸(pKa = 4.56)緩衝液の方が適切だと思います。もちろん、実際の実験では緩衝能以外にも多くのことを考えなければいけないので(副反応とか)、必ずしも酢酸・酢酸ナトリウムの緩衝液が適切とは限りませんが…。リン酸(pKa = 2.15、7.20、12.35)だと、かなり高濃度でないと高い緩衝能は期待できないと思います。

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=498675
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この回答へのお礼

ありがとうございました。参考にさせていただきます。

お礼日時:2005/04/11 21:01

No.1です。


各種の緩衝液がマニュアルなどに載っています。
ご覧になれば、緩衝効果があることが
確認できるでしょう。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。参考にさせていただきます。

お礼日時:2005/04/11 20:59

> この緩衝液に緩衝能はありますか?


緩衝能はありますよ。緩衝液ですからね。
緩衝液に緩衝能があるかどうか
ちょっとふしぎな質問です。
心配する理由があるのでしょうね。
でも理由が分からないので、的確な
回答をするのがちょっと難しいです。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。リン酸緩衝液では、中性での緩衝能があるとのことをよく拝見しますので、弱酸性ではどうなのか・・・と思いまして。
リン酸一ナトリウム溶液にリン酸二ナトリウム溶液を加えて、pH5.5にしますが、こういう溶液を緩衝液といってよいのでしょうか。素人質問で申し訳ありません。

お礼日時:2005/04/09 15:25

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Q炭酸カルシウムの解離について

一応質問を捜してなかったので質問させていただきます。
炭酸カルシウムを水に溶解させた場合、
ごく微量の濃度の炭酸カルシウムが溶解します。
溶解した場合、溶液のpH はいくつになるのでしょうか?

ちなみに、炭酸カルシウムの溶解度積は、8.7×10-9mol/l です。
解離定数が必要なのでしょうが、解離定数が見つかりません・・。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

もう計算はできましたか? 途中は省略しますが,私の方はできましたよ。数式処理ソフトを使って計算したので,計算ミスはないと思います。東京化学同人の化学辞典によると CaCO3 の水への溶解度は 1.5 mg / 100 g で,この値を用いて計算すると,飽和溶液における pH はちょうど 10.0 でした。ちなみに,1.0 mg 溶かしたとき,0.5 mg 溶かしたときの pH はそれぞれ,9.87,9.62 でした。

Qリン酸を使った緩衝液とpHについて

(1)リン酸とリン酸一塩(とういのでしょうか?)を使ったリン酸緩衝液の理論上のpH計算は
pH = pKa + log {[H2PO4(-)] / [H3PO4]}
でよろしいのでしょうか?

(2)また[H(+)]を足したときは
pH = pKa + log {[H2PO4(-)] - [H(+)] / [H3PO4] + [H(+)]}
でよろしいのでしょうか?

(3)リン酸のpHの求め方は?
リン酸の解離度はα=0.27となっていたのですが、酢酸などの弱酸の解離の計算方法でよろしいのでしょうか?(二段目以降は無視してOK?)
[H(+)] = [H2PO4(-)] + [OH(-)] 電気的中立
(酸性なので [H(+)] = [H2PO4(-)] と仮定)・・・A
C = [H3PO4] + [H2PO4(-)] 質量収支
(Aを代入するが、弱酸で解離度が小さいのでC = [H3PO4]と仮定)・B

Ka = [H(+)][H2PO4(-)] / [H3PO4]
にA、Bに代入し計算 Ka = [H(+)]^2 / C
よりpHを求める

もちろん実験的にはpHメーターを使って調整した方がよいのでしょうが、pH4のリン酸緩衝液を作りたいのですが、理論も不確かで難航しています。
(4)もし、よろしければpH4のリン酸緩衝液の作り方・あるいはpH4くらいの他の緩衝液の作り方も教えていただければ幸いです。

(1)リン酸とリン酸一塩(とういのでしょうか?)を使ったリン酸緩衝液の理論上のpH計算は
pH = pKa + log {[H2PO4(-)] / [H3PO4]}
でよろしいのでしょうか?

(2)また[H(+)]を足したときは
pH = pKa + log {[H2PO4(-)] - [H(+)] / [H3PO4] + [H(+)]}
でよろしいのでしょうか?

(3)リン酸のpHの求め方は?
リン酸の解離度はα=0.27となっていたのですが、酢酸などの弱酸の解離の計算方法でよろしいのでしょうか?(二段目以降は無視してOK?)
[H(+)] = [H2PO4(-)] + [OH(-)] 電気的中立
(酸性なので [...続きを読む

Aベストアンサー

一応補足しときます。

#1にも記したようにリン酸のpK1=2.12と比較的大きい為、
「近似ができない」のでそのまま2次方程式を解く事になります。

(1) [H3PO4]=a(M)、[H2PO4^-]=b(M)として水の解離によるH^+を無視すると、
[H^+][H2PO4^-]/[H3PO4]=[H^+](b+[H^+])/(a-[H^+])=K1
→ [H^+]^2+(b+K1)[H^+]-a*K1=0 を解きます。

(2) H^+=c(M)を加えると、H2PO4^- + H^+ → H3PO4 より、
[H3PO4]=a+c(M)、[H2PO4^-]=b-c(M)として水の解離によるH^+を同様に無視すると、
[H^+](b-c+[H^+])/(a+c-[H^+])=K1 → [H^+]^2+(b-c+K1)[H^+]-(a+c)K1=0

(3) K1>>K2より、[H^+]^2/(C-[H^+])=K1
→ [H^+]^2+K1[H^+]-CK1=0

また緩衝作用を持つ為の必要条件として、
1/10<(酸━塩基対の比)=[H2PO4^-]/[H3PO4]<10 があるので、
これより有効な緩衝溶液のpHは、pKa-1<pH<pKa+1程度になる事が分かります。
だからリン酸の3つのpKaから考えると、pH=4の有効な緩衝溶液の調整は無理だと言う事になります。

一応補足しときます。

#1にも記したようにリン酸のpK1=2.12と比較的大きい為、
「近似ができない」のでそのまま2次方程式を解く事になります。

(1) [H3PO4]=a(M)、[H2PO4^-]=b(M)として水の解離によるH^+を無視すると、
[H^+][H2PO4^-]/[H3PO4]=[H^+](b+[H^+])/(a-[H^+])=K1
→ [H^+]^2+(b+K1)[H^+]-a*K1=0 を解きます。

(2) H^+=c(M)を加えると、H2PO4^- + H^+ → H3PO4 より、
[H3PO4]=a+c(M)、[H2PO4^-]=b-c(M)として水の解離によるH^+を同様に無視すると、
[H^+](b-c+[H^+])/(a+c-[H^+])=K1 → [H^...続きを読む

Q緩衝液の濃度

緩衝液の濃度は何を基準に決まりますか?
20mMリン酸バッファーとか。
動物の臓器を使って実験しています。
タンパク質を扱うならこれくらい、とかありますか?
ウェスタンブロットなどよくやるんですけど、事あるごとにバッファーなのはなぜですか?
酸化を防ぐためかと思っていたのですが、生化学的に緩衝液を利用する意味なんかがあったら教えてください。

Aベストアンサー

>事あるごとにバッファーなのはなぜですか?
>酸化を防ぐためかと思っていたのですが、生化学的に緩衝液を利用する意味なんかがあったら教えてください。

緩衝液の主たる役割は溶液のpHを安定させることです.多少の酸やアルカリが入ってきてもpHが変動しにくくなっています.

生物由来のサンプル(DNA,RNA,タンパク)で実験を行う場合には,生体内に近いpH条件がなければ求める反応が起きてくれません.したがって生化学実験では緩衝液を頻繁に使用するわけです.ウエスタンブロッドも然り.

緩衝液の種類はいくつかありますが,どの範囲のpHでも緩衝できるわけではなく,それぞれ緩衝液固有の(緩衝能力に優れた)pHが存在します.
例えば,リン酸緩衝液は約pH6.7~7.7くらい,トリス塩酸緩衝液は約pH7.8~8.8くらいといったように.
pH=pKaの緩衝液は最も緩衝能力に優れます.

したがって緩衝液ならどれでも良いわけではなく,使用したいpH範囲の(実験の目的に合った)緩衝液を選択する必要があります.

特に生化学実験ではリン酸緩衝液,トリス塩酸緩衝液を使用する頻度がやたら多いですね.
生体のpHから考えて,やはりそうなるのでしょう.

>事あるごとにバッファーなのはなぜですか?
>酸化を防ぐためかと思っていたのですが、生化学的に緩衝液を利用する意味なんかがあったら教えてください。

緩衝液の主たる役割は溶液のpHを安定させることです.多少の酸やアルカリが入ってきてもpHが変動しにくくなっています.

生物由来のサンプル(DNA,RNA,タンパク)で実験を行う場合には,生体内に近いpH条件がなければ求める反応が起きてくれません.したがって生化学実験では緩衝液を頻繁に使用するわけです.ウエスタンブロッドも然り.

緩衝...続きを読む

Qリン酸溶液の緩衝能について

リン酸を水酸化ナトリウムで滴定する実験をしたのですが、リン酸溶液が明らかにpH=7付近でpH緩衝能を示すのはなぜですか?

Aベストアンサー

リン酸の解離平衡は・・・

  H3PO4 ←→ H(+) + H2PO4(-) pK1 = 2.15
  H2PO4(-) ←→ H(+) + HPO4(2-) pK2 = 7.20
  HPO4(2-) ←→ H(+) + PO4(3-) pK3 = 12.33

 pH = 7 付近は pK2=7.20 近くですので,H2PO4(-)[NaH2PO4]と HPO4(2-)[Na2HPO4]の1:1溶液になっています。これは pH=7 付近になるリン酸緩衝液の組成にほぼ相当します。そのため,緩衝能を示します。

下記サイトの記述も参考になるかもしれません。

 ・http://www.gls.co.jp/tech/usage_of_hplc/p2_4.html
 ・http://forum.nifty.com/fchem/log/rika/1602_main.html

参考URL:http://www.gls.co.jp/tech/usage_of_hplc/p2_4.html, http://forum.nifty.com/fchem/log/rika/1602_main.html

リン酸の解離平衡は・・・

  H3PO4 ←→ H(+) + H2PO4(-) pK1 = 2.15
  H2PO4(-) ←→ H(+) + HPO4(2-) pK2 = 7.20
  HPO4(2-) ←→ H(+) + PO4(3-) pK3 = 12.33

 pH = 7 付近は pK2=7.20 近くですので,H2PO4(-)[NaH2PO4]と HPO4(2-)[Na2HPO4]の1:1溶液になっています。これは pH=7 付近になるリン酸緩衝液の組成にほぼ相当します。そのため,緩衝能を示します。

下記サイトの記述も参考になるかもしれません。

 ・http://www.gls.co.jp/tech/usage_of_hplc/p2_4.html
 ・http://...続きを読む

Q緩衝能の原理について

緩衝能が[A-]/[Ha]=1の時(pH=pKa)が最大で、CH3COOH
とCH3COONaの緩衝液でpH5をつくる場合に、そのモル数の8割程度の強酸や強塩基を加えないとpHが1変化しないってところまでは分かってるんですが、

なぜ[A-]/[Ha]=1の時が最大なのかがわかりません。

緩衝液の本をみても、β=2.303*~ という物凄く複雑な式から、βmax=2.303c/4=0.576c (cは[A-]と[Ha]のわの同一濃度) なのでpH=pKaのときが最大となってて

よくわかりません。

このときが最大っていうのを証明するのはどうすればいいのか教えていただきたいです。

Aベストアンサー

> 10-5=[10-4][0.1-x]/[0.1+x]
> として求めたので、
> [HA]≠[A-]のときの何か具体的な数値を用いて
> xを求めたかった

そうやればいいのでは?
たとえば pKa=5 の弱酸 HA で緩衝液を作るとします.最初に [A-]=0.19,[HA]=0.01 を設定してやれば,
pH は 10^-5=0.19[H+]/0.01 より [H+]=5.3×10^-7 (pH6.3) となります.
ここから pH を1動かして [H+] = 5.3×10^-6 (pH7.3) にするには
10^-5 = (0.19+x)・5.3×10^-7/(0.01-x)
これを解けばいいわけです.
同様に好きな数値を設定して計算してみればいいだけでしょう?

Qリン酸ナトリウム緩衝液とは?

5 mg のパンクレアチンを含む、0.2 M リン酸ナトリウム緩衝液
(pH 8.0)を作りたいのですが、リン酸ナトリウム緩衝液とは、
リン酸緩衝液とは別物なんでしょうか?

日本語の文献には
「5 mg のパンクレアチンを含む、0.2 M リン酸ナトリウム緩衝液
(pH 8.0)」と記述されていたのですが、もとの文献には、

7.5 ml of 0.2 N sodium hydroxide and addition of 5 mg pancreatin in 7.5 ml of pH 8.0 phosphate buffer

とありました。この文章からはpH8.0のリン酸緩衝液7.5 ml中に、
0.2 N水酸化ナトリウム7.5 mlとパンクレアチン5 mgが入っている
かのように理解できるんですが・・・・
どなたか、ご存知のかた教えてください。

Aベストアンサー

リン酸緩衝液といえば,ナトリウムが入ってるかもしれないしカリウムが入ってるかもしれないし両方かもしれないし,ひょっとしてひょっとしたらリチウムとか使ってるかもしれない.でもそういうことについては何も語らずに,リン酸の酸解離平衡で緩衝させている溶液ということ.
リン酸ナトリウム緩衝液なら,カリウムとかを使わずに,リン酸,リン酸2水素ナトリウム,リン酸水素2ナトリウム,リン酸3ナトリウム,水酸化ナトリウムの適切な組み合わせで作られた緩衝液ということ.
#2 の回答にあるような,カリウム塩とナトリウム塩とを混ぜて作ったのなら,それはリン酸緩衝液ではあるけどリン酸ナトリウム緩衝液ではないと.

Q50mM potassium phosphate buffer(pH 7.4)について

組成がわからなくて困っています。どなたか何をどの割合で混合すればいいかご存知でしたらお教えください。
リン酸2水素カリウムなどで作ればいいのでしょうか?

Aベストアンサー

リン酸2水素カリウムの 50mM 水溶液ととリン酸水素2カリウムの 50mM 水溶液を用意します.
これを適当に混ぜ合わせて pH が 7.4 にすれば OK.
たぶん,リン酸水素2カリウムの方がたくさんいるので,こちらにリン酸2水素カリウム溶液を加えるようにするといいでしょう.
加えるのは,50mM のリン酸でもかまいません.この方が加える量はさらに少なくてすみます.

あるいはリン酸2水素カリウムを 50mmol 取って (1Lではなく) 950mL くらいの水に溶かしておき,水酸化カリウムで pH を 7.4 に上げた後に水を足して 1L に合わせる,というようにしてもかまいません.
リン酸水素2カリウムに塩酸等を加えて下げてもかまいませんが,当然塩化物イオンがある濃度で共存する液になることは理解している必要があります.実験によってはそれはまずいときもあるでしょう.
pH 調整に使う水酸化カリウムや塩酸の濃度は,もとのリン酸塩より十分に濃ければどうでもかまいません.

Qリン酸緩衝液の緩衝能

 私はpH7のリン酸緩衝液をKH2PO4溶液とK2HPO4溶液の混合溶液を用いて調製しているのですが、たとえば、KH2PO4のみを水に溶かし、NaOHでpH7に調製した溶液はどのような緩衝能を持つのでしょうか?
 pH7から酸性側にだけ緩衝能を持ったり、pH5付近でのみの緩衝能を持ったりするのでしょうか?

 なぜかもご存知の方は理由も教えていただけると助かります。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>KH2PO4溶液とK2HPO4溶液の混合溶液
>KH2PO4のみを水に溶かし、NaOHでpH7に調製した溶液

いずれも緩衝液としてはまったく同等です.つまり7付近で緩衝能を持ちます.
緩衝指数もリン酸塩としての総濃度が同じなら同じです.

何度もかいていることですが,緩衝の機構は弱酸の解離平衡をきちんと理解すればわかるはずのことです.HA <=> H+ + A- という平衡があれば,緩衝がおこるのは [HA]≒[A-] の領域であり,pH≒pKa であり,あとは [HA] と [A-] はどうやって決まるか,という問題につきるからです.
ペリン,デンプシー「緩衝液の選択と応用」くらい読みましょう.

Qエクセルで計算すると2.43E-19などと表示される。Eとは何ですか?

よろしくお願いします。
エクセルの回帰分析をすると有意水準で2.43E-19などと表示されますが
Eとは何でしょうか?

また、回帰分析の数字の意味が良く分からないのですが、
皆さんは独学されましたか?それとも講座などをうけたのでしょうか?

回帰分析でR2(決定係数)しかみていないのですが
どうすれば回帰分析が分かるようになるのでしょうか?
本を読んだのですがいまいち難しくて分かりません。
教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは?
 2.43×1/(10の19乗)で、
 2.43×1/10000000000000000000となり、
 2.43×0.0000000000000000001だから、
 0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何?下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む

Qリン酸緩衝液の緩衝能測定実験結果について。

学校で行った実験は、KH2PO4 6.733g,Na2HPO4 0.044gでpH4.68のリン酸緩衝液250mlをつくり、水酸化ナトリウム溶液,塩酸溶液それぞれ0.5mlずつ滴下し、pHを測定するものです。

私は、pH7.2のとき最も強い緩衝能を発揮すると聞いたので、pH4.68からスタートしてNaOHでpHをあげていきpHが7.2に近くなればなるほど、溶液を滴下したときのpHの変化は小さくなっていき、逆にHCLを滴下してけばしていくほどpHの変化は大きくなるだろうと思っていました。

しかし結果は、NaOHのほうはその通りだったんですが、HCLも滴下してくにつれpHの下がり具合は小さくなっていきました。これは何故ですか?もちろん変化の仕方はどちらも僅かずつではありました。
そこまで精密な実験ではないので、失敗だったんでしょうか。

また、緩衝能を最大に発揮しているときのリン酸緩衝液はどういう状態になっているんでしょうか?

お時間あるかたはぜひ教えてください。
専門的なことはわからないので初心者向けの説明をお願いします。

学校で行った実験は、KH2PO4 6.733g,Na2HPO4 0.044gでpH4.68のリン酸緩衝液250mlをつくり、水酸化ナトリウム溶液,塩酸溶液それぞれ0.5mlずつ滴下し、pHを測定するものです。

私は、pH7.2のとき最も強い緩衝能を発揮すると聞いたので、pH4.68からスタートしてNaOHでpHをあげていきpHが7.2に近くなればなるほど、溶液を滴下したときのpHの変化は小さくなっていき、逆にHCLを滴下してけばしていくほどpHの変化は大きくなるだろうと思っていました。

しかし結果は、NaOHのほうはその通りだったんですが、HCLも...続きを読む

Aベストアンサー

酸に酸を加えてもpHはそうそうは下がらないってだけのことでしょう.
入れたHClのpHはどのくらいですかね?

最大の緩衝の起こる条件は,この場合は [HPO4(2-)]=[H2PO4(-)] です.
解離定数の定義より,Ka = [H+][HPO4(2-)]/[H2PO4(-)]
logを撮って logKa = log[H+] + log([HPO4(2-)]/[H2PO4(-)])
pH = -log[H+] だから,
pH = -logKa + log([HPO4(2-)]/[H2PO4(-)]) … (1)
考えている解離平衡は H2PO4(-) ⇔ H+ + HPO4(2-)
いま,酸やアルカリが加わればこの平衡が動き,H2PO4(-) と HPO4(2-) が増減します.加えた酸やアルカリが少量であれば,この増減量は同じで,片方が増えた分だけ片方が減ると近似して十分です.
このとき,上の (1) 式を考えると変化量Δが小さいなら (Δ<<[H2PO4(-)],Δ<<[HPO4(2-)]),log の中の分数の変化は [HPO4(2-)] = [H2PO4(-)] のときに極小になります(数学の問題).

酸に酸を加えてもpHはそうそうは下がらないってだけのことでしょう.
入れたHClのpHはどのくらいですかね?

最大の緩衝の起こる条件は,この場合は [HPO4(2-)]=[H2PO4(-)] です.
解離定数の定義より,Ka = [H+][HPO4(2-)]/[H2PO4(-)]
logを撮って logKa = log[H+] + log([HPO4(2-)]/[H2PO4(-)])
pH = -log[H+] だから,
pH = -logKa + log([HPO4(2-)]/[H2PO4(-)]) … (1)
考えている解離平衡は H2PO4(-) ⇔ H+ + HPO4(2-)
いま,酸やアルカリが加わればこの平衡が動き,H2PO4(-) と HPO4(2-) が増減します...続きを読む


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