酵素実験で、緩衝液としてTris-Hclを使用するのですが、
これはどのような仕組みでpHの変化を弱めているのすか?
なるべく詳しく教えていただけるとありがたいです。
あと、Trisって何ですか?

A 回答 (4件)

 Tris の正式名称は ADEMU さんが回答されていますが,この化合物の別名に「tris(hydroxymethyl)aminomethane」があります。

「Tris」の名はこの最初の部分に由来しています。

 緩衝液を作るときに,Tris-HCl と Tris を混ぜませんでしたか? Tris-HCl[ (HOCH2)3C-NH3(+)・Cl(-) ]が弱酸で,Tris[ (HOCH2)3C-NH2 ]が弱塩基であるため,これらの混合溶液が緩衝作用を示します。

 緩衝液の作用の仕組みは過去質問の「QNo.66844 緩衝液のしくみについて」(↓1番目)が参考になるかと思います。

 さらに,OK Web のトップページ(↓2番目)で「緩衝液」,「バッファー」,「buffer」等を検索すると関連質問がいくつもヒットします。

参考URL:http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=66844, http://www.okweb.ne.jp/search.php3
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tris-bufferの化学名はADEMUさんがお答えされているので省略します。


JIS K 9704に規定されている試薬です。
緩衝液の組成はL.Michaelisが考えたもので、pH7.2~9.0の範囲です。
tris-bufferは酵素の基質とならず、阻害もしないので生化学方面でよくつかわれています。
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Trisの正式名称は


2-amino-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol
です。構造式を書いてもらえばわかりますが
CH2OH-が3つくっついた形になっているのでTrisという名前がつきました。
参考URLを参考にしてください。

参考URL:http://www.246.ne.jp/~takeru/chalk-less/lifesci/ …
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緩衝液の種類は異なりますが、以下の参考URLサイトには関連質問の回答がありますが、参考になりますでしょうか?


この中で#1で紹介したサイトも参考にして下さい。

「トリス」に関しては、ネットで「トリスバッファー」あるいは「トリス緩衝液」で検索してみてください。

ご参考まで。

参考URL:http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=278872
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Q酢酸緩衝液 HCl pH計算

タイトルのような問題があるのですが、
解法から全く分かりません。

どなたかやり方を教えていただけないでしょうか。

『0.1mol/L CH3COOH 16mlと、0.1mol/L CH3COONa 4mlを混ぜ、
この混合溶液に0.1mol/L HClを1ml加えたときのpHを求めよ。
ただし、酢酸緩衝液のpKaを4.74とする。』

回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

酢酸のpKaが4.74ということですよね?
これは、酢酸の解離平衡
AcOH ⇔ AcO- + H+
において、
[AcO-][H+]/[AcOH]=10^(-4.74) ・・・(1)
が成り立つということです。[ ]で囲んでいるのはモル濃度のことです。
また、簡単のために酢酸をAcOH、酢酸イオンをAcO-と記載しています。

HClを加える前の状態を考えると、合計の体積は20mlなので、酢酸
および酢酸イオンの濃度はそれぞれ
0.1*16/20=0.08
0.1*4/20=0.02
と(計算上は)なります。計算上と断っているのは、解離平衡がずれること
によってこれらの濃度は変わってしまうからです。ただ、両者の合計値が
変わることはありません。よって、
[AcO-]+[AcOH]=0.1 ・・・(2)

また、溶液全体として電荷は±ゼロになるので、
[AcO-]+[OH-]=[Na+]+[H+]
ここで[Na+]は上記の酢酸イオンと同じ計算で0.02mol/Lです。この
濃度は変わることはありません。よって
[AcO-]+[OH-]=[H+]+0.02
[AcO-]=[H+]-[OH-]+0.02 ・・・(3)

次に、水のイオン積より
[H+][OH-]=10^(-14)
[OH-]=10^(-14)/[H+] ・・・(4)

ここで(4)を(3)に代入してもいいのですが、この溶液は酸性であると予想され、
[OH-]<10^(-7)なので、0.02に比べて極めて小さくなります。よって
(3)は
[AcO-]=[H+]+0.02 ・・・(3)’
と近似できます。これを(2)に代入すると
[H+]+0.02+[AcOH]=0.1
[AcOH]=0.08-[H+] ・・・(2)’

(2)’と(3)’を(1)に代入して
[H+]([H+]+0.02)/(0.08-[H+])=10^(-4.74) ・・・(1)’
これは[H+]の二次方程式になり、地道に解くと6.85*10(-5)に
なるのですが、これは0.02や0.08に比べて極めて小さい値なので
(1)’は
0.02[H+]/0.08=10^(-4.74)
[H+]=4*10^(-4.74)
pHにすると≒4.1となります。

次に、HClを加えた場合ですが、(1)は変わりません。
[AcO-][H+]/[AcOH]=10^(-4.74) ・・・(1)

(2)については、全体の体積が21mlになるので、
[AcO-]+[AcOH]=2/21 ・・・(2)

(3)は、新たに塩素イオンが加わるので
[AcO-]+[OH-]+[Cl-]=[Na+]+[H+]
[Na+]=0.1*4/21=0.4/21
加えたHClは全量解離するので
[Cl-]=0.1*1/21=0.1/21
よって
[AcO-]+[OH-]+0.1/21=[H+]+0.4/21
[AcO-]=[H+]-[OH-]+0.3/21 ・・・(3)

(4)は変わりません。

ここからは、HClを加える前の場合と同じで、(4)を(3)に代入しても
いいのですが、今回はより酸性サイドなのでやはり[OH-]は極めて
小さく、
[AcO-]=[H+]+0.3/21 ・・・(3)’
と近似できます。これを(2)に代入すると
[AcOH]=2/21-[AcO-]
      =1.7/21-[H+] ・・・(2)’

(2)’と(3)’を(1)に代入して
[H+]([H+]+0.3/21)/(1.7/21-[H+])=10^(-4.74) ・・・(1)’
これも二次方程式を地道に解いてもいいのですが、
[H+]は0.3/21や1.7/21に比べて極めて小さいので、(1)’は
0.3[H+]/1.7=10^(-4.74)
[H+]=5.67*10^(-4.74)
pHにすると≒4.0ですね。

pKaの値から、pHは大体4から5前後だと予想できるので、HClを加える前の
計算は別にしなくてもいいと思いますが、一応確認のためやっときました。
計算を簡略にするためにどういう近似を使うかがポイントです。

酢酸のpKaが4.74ということですよね?
これは、酢酸の解離平衡
AcOH ⇔ AcO- + H+
において、
[AcO-][H+]/[AcOH]=10^(-4.74) ・・・(1)
が成り立つということです。[ ]で囲んでいるのはモル濃度のことです。
また、簡単のために酢酸をAcOH、酢酸イオンをAcO-と記載しています。

HClを加える前の状態を考えると、合計の体積は20mlなので、酢酸
および酢酸イオンの濃度はそれぞれ
0.1*16/20=0.08
0.1*4/20=0.02
と(計算上は)なります。計算上...続きを読む

QTris 緩衝液作製のことで

こんにちは、緩衝液のことで質問させてください。
pHは、温度によって解離定数(?)が変わってpHが変わることはわかりました。
ですが実際、生化学実験でTris緩衝液を作る時、pHメーターで目的とする緩衝液を作る際、温度の補正はどのように注意すればよいのでしょうか?
実験時では、Tris緩衝液は0℃、pH=7.5(タンパク室の変性に注意するので)で使用したいのですが、作成時では実験室はほぼ常温25℃なので常温でpH=7.5で作った緩衝液を氷冷して使用すると、
pHは変化して実験では使用することはできないのでしょうか?
目的とするpHの緩衝液作製の際、予め、設定すること、
どのように注意すれば良いか教えてください。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

手元の資料によると、Tris緩衝溶液のpHは0~25℃間で約0.8減少にするので慎重に扱ったほうがよいと思います。
まずpHメーターの補正ですが、ご使用のpHメーターに温度補正機能はついていませんか?
もしその機能がついていれば問題ないのですが、そうでなければ、0℃と25℃の時でpH差を実際に測定して
誤差を補正してください。
また、緩衝溶液の場合も同じでNo.2の方がおっしゃられているように実際にそれぞれの温度で測定して温度補正を行ってください。
より正確にpH調製をおこないたいのであれば、pHメーターを0℃に保って測定してください。

Q酢酸緩衝液のPHが変化しにくい理由を教えてください。

仕組みについて教えてください!できればリン酸緩衝液についても教えていただけるとうれしいです。よろしくお願いします!

Aベストアンサー

このURLなどいかがでしょう?

参考URL:http://www.an.shimadzu.co.jp/support/lib/lctalk/29/29intro.htm

Qリン酸緩衝液のpHの計算についての質問です。

リン酸緩衝液のpHの計算についての質問です。
リン酸ナトリウム緩衝液を作製して、その後に塩化カリウムを2Mを混ぜ合わせて、pH7の溶液を作製したいのですが、ヘンダーソン - ハッセルバルヒ式を使えば良いというのはわかったのですが、リン酸ナトリウム緩衝液中に塩化カリウムを混ぜ合わせる計算に混乱してしまいました。
緩衝液に詳しい方、計算方法を詳しく教えて頂けないでしょうか?

Aベストアンサー

#2 です.

> これはKClを2mol/lとC1を0.027mol/l C2=0.073mol/l入れればpH7のリン酸ナトリウム緩衝液+KCLの溶液になるのですか?

まあ,#2 で書いた近似の範囲では,計算としてはそうなるはず,ということです.
ただ,イオン強度補正も一番ラフな近似式ですし,これでどこまで現実を再現できるかはよくわかりません.

> 最近緩衝液を使う研究をはじめたばかりでして、

単純に使うという観点からすれば,イオン強度補正のことは計算できる必要もなくて,解離定数と緩衝域の関係と緩衝原理を理解し,どのようなレシピで作れば概略近い pH にできるかがわかっていれば十分でしょう.そこから先は,中途半端な計算をするより,実際に混合比を実験的に決めた方が確実だったり,楽だったりすることの方が多いです.

私は,中性近辺のリン酸緩衝液は,最初に目的 pH になる混合比を pH メータで測って決めておき,次の回からはその比になるように試薬を質量で測り取って作っています.というか,今は必要そうなものについては自作レシピがあるのでそれでやってます.もちろん,ときどきチェックのために pH を測りますが,ほぼ確実に±0.1以内になります.他の pH の緩衝液の時も,緩衝剤を変えるだけでやることは同じです.

#2 です.

> これはKClを2mol/lとC1を0.027mol/l C2=0.073mol/l入れればpH7のリン酸ナトリウム緩衝液+KCLの溶液になるのですか?

まあ,#2 で書いた近似の範囲では,計算としてはそうなるはず,ということです.
ただ,イオン強度補正も一番ラフな近似式ですし,これでどこまで現実を再現できるかはよくわかりません.

> 最近緩衝液を使う研究をはじめたばかりでして、

単純に使うという観点からすれば,イオン強度補正のことは計算できる必要もなくて,解離定数と緩衝域の関係と緩衝原理を理解し,...続きを読む

Q緩衝液のpHと濃度変化

すいません、
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=1252144
の例題に関する質問です。バラバラに聞いてしまい申し訳ありません。

0.1mol/lのCH3COOH水溶液100mlに、0.01molのCH3COONaを加えた混合溶液に、0.1mol/lの塩酸1mlを加えたときのpHの変化についてです。
塩酸を加える前;pH=-log(2.8*10^{-5})-log(0.1/0.1)=4.6
塩酸を加えた後;pH=-log(2.8*10^{-5})-log((0.10+0.001)/(0.10-0.001))≒4.6
とのことなんですが、Δx=0.001というのはどうやって出すのでしょうか。平衡の移動による濃度変化なんですが、どれくらい移動するかということを、どのようにして算出するのでしょうか。
また、式にあてはめると第2項の分母の0.1は、s=0.01になるんですが、これは答えが間違っているのでしょうか。

Aベストアンサー

>Δx=0.001

CH3COOH ⇔ CH3COO- + H+
この平衡で、加えた塩酸中のH+はすべてこの反応を左に進めるのに使われると仮定した近似計算でしょう。100 mLの水溶液に 0.1 mol/Lの塩酸を 1 mL加えるから、加えたH+の濃度は
(0.1 mol/L × 0.001 L)/0.101 L ≒ 0.001 mol/L

>式にあてはめると第2項の分母の0.1は、s=0.01

問題文に「0.01molのCH3COONaを加えた混合溶液」とあります。100 mLの酢酸水溶液に0.01 mol の酢酸ナトリウムを加えるので、酢酸ナトリウムの濃度は
0.01 mol / 0.1 L = 0.1 mol/L
となります。つまり、s=0.1 mol/L となります。

以下は、参考のための記述です。

※加えた塩酸中のH+はすべて消費される⇒[H+]は変わらない⇒pHは変わらない となるので、この近似計算は答を勝手に先取りしています。これは論理的におかしいのですが、この場合緩衝液であるためにたまたま計算が合うのです(出題の意図がわからないので何ともいえませんが、本当はまずいような気がします。その意味では、質問者様が『どれくらい移動するかということを、どのようにして算出するのでしょうか』と疑問に感じられているのは当たっています)。緩衝液でない場合を含む一般の場合は、複雑になりますが化学平衡の式を用いて、連立方程式により計算しなければなりません。

>Δx=0.001

CH3COOH ⇔ CH3COO- + H+
この平衡で、加えた塩酸中のH+はすべてこの反応を左に進めるのに使われると仮定した近似計算でしょう。100 mLの水溶液に 0.1 mol/Lの塩酸を 1 mL加えるから、加えたH+の濃度は
(0.1 mol/L × 0.001 L)/0.101 L ≒ 0.001 mol/L

>式にあてはめると第2項の分母の0.1は、s=0.01

問題文に「0.01molのCH3COONaを加えた混合溶液」とあります。100 mLの酢酸水溶液に0.01 mol の酢酸ナトリウムを加えるので、酢酸ナトリウムの濃度は
0.01 mol / 0.1 L = 0.1 mol/L
とな...続きを読む


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