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0.1Mクエン酸ナトリウム緩衝液(pH 4.0)を作っています。

クエン酸一水和物とクエン酸三ナトリウム二水和物使って、理論値を求めたいのですが、Henderson-Hasselbalch式への当てはめ方がわかりません。ちなみにクエン酸のpKa=3.13、4.76、6.40です。

どなたか教えてください。お願いします。

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A 回答 (4件)

pH4 の緩衝液を作るのだから,クエン酸についてはpKa2 が重要.あとは,まあ,とりあえずはどうでもよい.


ということは,Henderson-Hasselbalch 式の Ca とはクエン酸1Na であり,Cb とはクエン酸2Na である.
#4 の計算をそのまま流用すると,クエン酸1Na 85 mmol/L にクエン酸2Naが15 mmol/L となればよいことになる.
これと同じ組成になるようにクエン酸とクエン酸3Naを配合すればよい.
この場合の Na+ 濃度は 85+2×15=115 mmol/L で,これが 3Na塩から供給される必要があるから,3Na塩は 38mmol/L,残りをクエン酸にすればいいのでこっちは62 mmol/L ってところか.
#4 より 3Na塩が増える分 pH が高くなるはずだから,まあもっともらしいのでは?
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この回答へのお礼

ありがとうございます!

教えて頂いた計算で調製すると、だいたいpH4の溶液を作ることができました。こういうことだったのですね。

すっきりしました。

お礼日時:2007/03/16 14:50

緩衝機能を十分発揮させるには目的のpKa±1くらいの弱酸を選択します。

この場合はpKa=4.76を使うといいでしょう。

PH=4=pKaーLog(Ca/Cb) 

4=4.76-Log(Ca/Cb) 

Log(Ca/Cb) = 0.76

Ca/Cb =5.75

故にCa:Cb=5.75:1

合計が0.1Mになればいいのだから

クエン酸85mM クエン酸三Na15mM  くらいかな。 

あくまで理論値なので実際とは多少異なると思いますよ。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。

私も、同じ計算をしていましたが、実際に調製してみたところ、pHが3くらいになったため、不思議に思いました。本を参考にして作った場合は、4付近になるため、pHメーターに問題はないようです。

CO2などで多少振れるものだとは思いますが、他にも色々な要因が関係しているのでしょうか…。

http://www.an.shimadzu.co.jp/support/lib/lctalk/ …
↑こういう比率はどうやって求めているのでしょうか。

お礼日時:2007/03/15 16:37

クエン酸側のpKaがわかっているので



PH=4=pKaーLog(Ca/Cb)

からクエン酸とクエン酸ナトリウムのモル比を出して
更に最終モル比が0.1になるように計算すればいいのでないの。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。上の式にどの数値を入れれば良いのかわかりません。計算で求めた値では、実測のpHと大きく異なってしまいました。具体的に代入する値を教えてください。

3段階の解離定数の式すべてを掛け合わせて、上の式を導くのでしょうか?それとも、2,3段階目の解離は無視できるものとするのでしょうか?この辺りの計算についてよく分かりません。詳しく教えて頂けますでしょうか。

お礼日時:2007/03/15 11:10

酢酸と酢酸ナトリウムで作る緩衝液の場合は出来るのですか。

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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。これは計算できました。pHメーターで計っても、同じくらいの値になりました。クエン酸の場合は、式に当てはめるpKaとモル濃度をどれにすればいいかが分かりません。

お礼日時:2007/03/15 11:03

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Qクエン酸水のpH

手作り化粧水を作ろうと思い、任意のpHになるようなクエン酸水を作りたいのですが、数学・化学に疎く、計算方法がわかりません。

クエン酸はpKa = 2.87だそうです(Wikipediaより)。

簡単に計算できるのであれば教えていただきたいですが、理系に疎い私なのでややこしいようでしたら、

水100mLに対して、

pH = 3、
pH = 4、
pH = 5、

それぞれ何gのクエン酸を入れればよいかを、教えていただきたいです。

それとも、pH試験紙を用いながら調整したほうが無難でしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

正確に調製したいならpHメーター等を使う必要がありますが、

およそでよいなら次の式で近似出来ると思います。


クエン酸は3価の酸ですが、

pK1=3.13、pK2=4.76、pK3=6.40 (25℃)

第2解離以降を無視すると、

濃度:C≒10^(pK1-2pH)+10^(-pH) より、

クエン酸 0.1・C・M (g) に純水を加えて100mlに調製したらよいと思います。

クエン酸が無水物の場合なら M=192、1水塩の場合なら M=210 で計算します。
(※ pK1は温度により変わります。)


尚、かなり微量になりそうなので、10倍量を加えて1Lにした方が誤差は小さくなるでしょう。

Qクエン酸塩酸緩衝液

クエン酸塩酸緩衝液(pH1.2)の作り方を教えてください。
クエン酸緩衝液は、クエン酸とクエン酸ナトリウムで作ると
認識しているのですが、クエン酸塩酸緩衝液となると、
クエン酸ナトリウムを塩酸でpH調製するということになるのでしょうか?

Aベストアンサー

#3 です.大間違いでした.
クエン酸の pKa1 は3くらいなので,0.1 mol/L くらいにしても pH は2とかそんなもんでしょう.そもそもクエン酸-クエン酸2水素イオンの緩衝では pH 1.2 には無意味ですし.ってことは,クエン酸にさらに塩酸を入れるしかないでしょうが,この場合,クエン酸は緩衝剤の意味がないですね.
pH1.2なら,硫酸水素イオン-硫酸イオンの緩衝くらいしか,意味がないような気がしますけどねえ.まあ,塩酸だけでも大差ないでしょうけど.

Qクエン酸の電離度などについて

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もし、pKaが濃度により変わらないのならば、
クエン酸の pKa がわかれば、あるモル濃度のクエン酸の電離度がわかるですか? 電離度は、(pKa、モル濃度)の関数ですので。


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それをアンモニア水をちょっとずつ加えながら、その溶液のpHを
5~6にあわせたいのです。これらのことを、50ml用のビーカーで行わないといけません。予算の関係で。なので、加える必要のあるアンモニア水の量が100ml必要ということになると実験が出来なくなってしまいます。

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しかし、電離度などいろいろ良く分からないことが絡んできまして、溶液の調整が出来ない状態であります。

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Aベストアンサー

#3です。
とりあえず適当な条件で計算した結果を参考に書いておきます。
例えば同濃度A=B=0.1M程度の場合、pH=5のときの式は 2C-D≒10^(-5)となるので、
x≒2v から、例えばリン酸=10ml、アンモニア水=20mlなら条件を満たすと思います。
同様にしてpH=6は、2.8C-D≒10^(-6)となるので、
x≒2.8v から、リン酸=10ml、アンモニア水=28mlなどが考えられるでしょう。

Qクエン酸リン酸緩衝液の濃度

緩衝液の濃度ついて教えてください。
10mM クエン酸リン酸緩衝液とはクエン酸の最終濃度が10mMということなのでしょうか?
それともリン酸の最終濃度が10mMなのでしょうか?
もしくは10mMのクエン酸に10mMのリン酸を加えてpHを合わせるということなのでしょうか?
この場合だとどちらの濃度も最終的に10mMより薄くなるので少し違和感を感じますが。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

どちらでもなく、クエン酸とリン酸両方のモル数を合わせて10mMとしたものだと思います。

Q緩衝液調製の計算問題

お時間のある方、アドバイスよろしくお願い致します。

pH3.8の0.1Mの酢酸緩衝液を1リットル調製するのには、0.1M酢酸と0.1M酢酸ナトリウム水溶液は何リットルずつ必要か。酢酸のpKaは4.8とする。

pH=pKa + p〔イオン量/分子量〕となるのは分かるのですが、p〔イオン量/分子量〕にどのような値を当てはめれば良いか分かりません。
過去ログの緩衝液の計算問題を見ても、条件の違う問題ばかりで私には応用出来ませんでした。

Aベストアンサー

CH3COOH ⇔ CH3COO- + H+
質量作用の法則により

Ka=〔CH3COO-〕×〔H+〕/〔CH3COOH〕
両辺常用対数をとると
logKa =log〔H+〕+ log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)
変形すると

-log〔H+〕=-logKa +log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)
pH = pKa +log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)

pH3.8の0.1Mの酢酸緩衝液を1リットル調製するために、必要な0.1M酢酸水溶液をAリットル、0.1M酢酸ナトリウムを水溶液を(1-A)リットルとする。
0.1M酢酸水溶液をAリットル、0.1M酢酸ナトリウムを水溶液をBリットル混ぜ合わせると体積は1リットルとなる。
酢酸水溶液と酢酸ナトリウム水溶液の混合溶液中の酢酸、酢酸ナトリウムのそれぞれの物質量を求めると、
酢酸の物質量 = 0.1M ×Aリットル =0.1Aモル
酢酸ナトリウムの物質量= 0.1M ×(1-A)リットル
           =0.1(1-A)モル
混合溶液(緩衝溶液)の体積は1リットルにより、
酢酸のモル濃度は=0.1A M
酢酸ナトリウムのモル濃度は=0.1(1-A)M
となる。
酢酸のモル濃度=〔CH3COOH〕、酢酸ナトリウムのモル濃度=〔CH3COO-〕と近似できるから


pH =  4.8 + log(0.1(1-A)/0.1A)
となる。今ここでpH3.8に調製したいのだから
3.8 =  4.8 + log(0.1(1-A)/0.1A)
となる。式を変形すると
-1 = log((1-A)/A)
log 0.1 = log((1-A)/A)

 0.1 =(1-A)/A
 A=0.909リットルとなる。
したがって、0.1M酢酸水溶液を909ml、0.1M酢酸ナトリウム水溶液は91ml加えればよい。

CH3COOH ⇔ CH3COO- + H+
質量作用の法則により

Ka=〔CH3COO-〕×〔H+〕/〔CH3COOH〕
両辺常用対数をとると
logKa =log〔H+〕+ log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)
変形すると

-log〔H+〕=-logKa +log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)
pH = pKa +log(〔CH3COO-〕/〔CH3COOH〕)

pH3.8の0.1Mの酢酸緩衝液を1リットル調製するために、必要な0.1M酢酸水溶液をAリットル、0.1M酢酸ナトリウムを水溶液を(1-A)リットルとする。
0.1M酢酸水溶液をAリットル、0.1M酢酸ナトリウムを水溶液をBリットル混ぜ合...続きを読む

QW/V%とは?

オキシドールの成分に 過酸化水素(H2O2)2.5~3.5W/V%含有と記載されています。W/V%の意味が分かりません。W%なら重量パーセント、V%なら体積パーセントだと思いますがW/V%はどのような割合を示すのでしょうか。どなたか教えていただけないでしょうか。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

w/v%とは、weight/volume%のことで、2.5~3.5w/v%とは、100ml中に2.5~3.5gの過酸化水素が含有されているということです。
つまり、全溶液100ml中に何gの薬液が溶けているか?
ということです。
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Qエクセル STDEVとSTDEVPの違い

エクセルの統計関数で標準偏差を求める時、STDEVとSTDEVPがあります。両者の違いが良くわかりません。
宜しかったら、恐縮ですが、以下の具体例で、『噛み砕いて』教えて下さい。
(例)
セルA1~A13に1~13の数字を入力、平均値=7、STDEVでは3.89444、STDEVPでは3.741657となります。
また、平均値7と各数字の差を取り、それを2乗し、総和を取る(182)、これをデータの個数13で割る(14)、この平方根を取ると3.741657となります。
では、STDEVとSTDEVPの違いは何なのでしょうか?統計のことは疎く、お手数ですが、サルにもわかるようご教授頂きたく、お願い致します。

Aベストアンサー

データが母集団そのものからとったか、標本データかで違います。また母集団そのものだったとしても(例えばクラス全員というような)、その背景にさらならる母集団(例えば学年全体)を想定して比較するような時もありますので、その場合は標本となります。
で標本データの時はSTDEVを使って、母集団の時はSTDEVPをつかうことになります。
公式の違いは分母がn-1(STDEV)かn(STDEVP)かの違いしかありません。まぁ感覚的に理解するなら、分母がn-1になるということはそれだけ結果が大きくなるわけで、つまりそれだけのりしろを多くもって推測に当たるというようなことになります。
AとBの違いがあるかないかという推測をする時、通常は標本同士の検証になるわけですので、偏差を余裕をもってわざとちょっと大きめに見るということで、それだけ確証の度合いを上げるというわけです。

Q緩衝液!?

実験のときに使う緩衝液の作り方を知りたいです!ご存知の方教えてください・・・。

作る緩衝液は
酢酸緩衝液(50mM acetate,pH5.2)200ml
リン酸緩衝液(50mM posphate,100mM NaCl,pH7.8)100ml
リン酸緩衝液(50mM posphate,500mM NaCl,pH7.8)100ml
リン酸緩衝液(50mM posphate,2M NaCl,pH7.8)
100ml
リン酸緩衝液(50mM posphate,pH7.0)
200ml
です。表記の方法もよくわからなくて困り果ててます。こういう意味なんじゃないの?っていう回答もお待ちしております。
お願いいたします。どうか教えてください。

Aベストアンサー

>酢酸緩衝液(50mM acetate,pH5.2)200ml
という表記はpH5.2で50mMの酢酸緩衝液を200mlという意味です。
また、
>リン酸緩衝液(50mM posphate,100mM NaCl,pH7.8)100ml
と、表記があれば、pH7.8で50mMのリン酸緩衝液に100mMのNaClを溶かした物を100mlという意味です。

緩衝液を作るには、酸性側と塩基性側の二種類の溶液が必要です。
リン酸緩衝液の場合、酸性側にリン酸一ナトリウム水溶液と塩基性側にリン酸二ナトリウム水溶液、
酢酸緩衝液の場合、酸性側に酢酸と塩基性側に酢酸ナトリウム水溶液
という具合です。

50mMの酢酸緩衝液とは、混ぜる二種類の溶液それぞれ50mMの濃度の物を使うという意味です。
リン酸緩衝液についても同じです。

で、pHの調節ですが、酸性側の液体を多く入れると液性は酸性に傾き、
塩基性側の液体を多く入れると液性は塩基側に傾きます。
これを利用して溶液のpHを細かく調節することが出来ます。

NaClを入れろと指示があるものは緩衝液が出来てから最後に濃度が指示されたとおりになるように加えればよいです。

参考URL:http://www.ktokai-u.ac.jp/~nougaku/Bio/araki/buffer.htm

>酢酸緩衝液(50mM acetate,pH5.2)200ml
という表記はpH5.2で50mMの酢酸緩衝液を200mlという意味です。
また、
>リン酸緩衝液(50mM posphate,100mM NaCl,pH7.8)100ml
と、表記があれば、pH7.8で50mMのリン酸緩衝液に100mMのNaClを溶かした物を100mlという意味です。

緩衝液を作るには、酸性側と塩基性側の二種類の溶液が必要です。
リン酸緩衝液の場合、酸性側にリン酸一ナトリウム水溶液と塩基性側にリン酸二ナトリウム水溶液、
酢酸緩衝液の場合、酸性側に酢酸と塩基性側に酢酸ナトリウム水溶液
と...続きを読む

QpHと緩衝液  pKa値

pHでの緩衝液の緩衝能力を酢酸やクエン酸のpKa値との関係といったいなんでしょうか?

Aベストアンサー

緩衝能力は緩衝溶液を作っている「酸―塩基」の対の「濃度比」が、1:1の時に最大になります。
この理由は滴定曲線を表す関数を二階微分して、その変曲点を求める事で説明できます。

酢酸の場合は、CH3COOH(酸) ― CH3COO^-(塩基) が対になるので、
[H^+][CH3COO^-]/[CH3COOH]=Ka → [CH3COO^-]/[CH3COOH]=Ka/[H^+]=1 より、
pH=pKa≒4.7 のとき比が1になり緩衝能力は最大になり、
比が1からズレていくと、それに従って緩衝能力も小さくなっていきます。

クエン酸は3種類の緩衝溶液が考えられますが、基本的に酢酸の場合と同じです。
H3C6H5O7 ― H2C6H5O7^- からなる緩衝溶液の場合、pH=pKa1≒3.1
H2C6H5O7^- ― HC6H5O7^2- の場合、pH=pKa2≒4.7
HC6H5O7^2- ― C6H5O7^3- の場合、pH=pKa3≒5.4
のときに、緩衝能力が最大になります。
なお、クエン酸は3つのpKaの差が小さいため、不均化反応による誤差が多少含まれるかもしれません。

緩衝能力は緩衝溶液を作っている「酸―塩基」の対の「濃度比」が、1:1の時に最大になります。
この理由は滴定曲線を表す関数を二階微分して、その変曲点を求める事で説明できます。

酢酸の場合は、CH3COOH(酸) ― CH3COO^-(塩基) が対になるので、
[H^+][CH3COO^-]/[CH3COOH]=Ka → [CH3COO^-]/[CH3COOH]=Ka/[H^+]=1 より、
pH=pKa≒4.7 のとき比が1になり緩衝能力は最大になり、
比が1からズレていくと、それに従って緩衝能力も小さくなっていきます。

クエン酸は3種類の緩衝溶液が考えられますが、基本的...続きを読む

Q脱イオン水、MilliQ、蒸留水 の違いを教えて下さい

こんにちは。お世話になります。

バイオ、生化学系の実験に従事しているものですが「水」について教えて下さい。

水道水、脱イオン水、MilliQ、蒸留水(二段蒸留水)、超純水の違いを教えて下さい。
お互いの関係などありましたら(○○を~すると△△になる等)教えていただけると
わかりやすいかもしれません。

また、実験内容によってはエンドトキシンを気にする実験もありますが、エンドトキシンフリーの水を使う場合はどれを選べばよいのでしょうか?
動物細胞培養用に使う場合はどの水を選べばよいのでしょうか?

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

pinokoBBさん、こんにちは。

バイオ・生化学関係に用いられる水は水道水をプレフィルターを通し、イオン交換・蒸留・逆浸透法、限外濾過などを複数回組み合わせて生成します。

プレフィルターは鉄さびや大き目のゴミを取り除くに用います。

イオン交換法は酸性・強アルカリ性の樹脂を通し、イオン化合物を除く方法でこれを行った水がイオン交換水(脱イオン水)です。水の純度の評価には比抵抗を用いますが、およそ数百kΩ・cmの水が得られます。この段階で除けるのはイオン化合物だけで有機物・微生物は除けません。

蒸留法は水を蒸留することで不純物を除く方法です。イオン交換法と組み合わせて2回蒸留することが一般的です。一般的な2次蒸留水の比抵抗は数MΩ・cmでバイオ・生化学関係には十分な純度です。動物培養細胞にも使用可能です。エンドトキシンも完全にフリーとまではいかないけれどもある程度の除去はできています。蒸留法は多くの不純物を除去可能ですが100度付近の沸点を持つ物質は除けません。

逆浸透法は半透膜に圧力をかけて精製する方法です。

限外濾過法は限外濾過膜を通す方法です。孔径は半透膜が数十nmに対し、限外濾過膜は数nmです。それゆえ、数kDa以上の分子であれば、限外濾過法で除けますので、エンドトキシンやRNaseなども除去できます。本当にエンドトキシンフリーな水が必要でしたら限外濾過法を行った水が必須です。ただ、普通のCOSとかHEKとかの動物細胞培養でしたら2次蒸留水でも十分です。蛍光検出用のマイクロアレイなんかは限外濾過水が必須なようです。

超純水は十数MΩ・cmの水のことです。MilliQはミリポア社の超純水装置を用いて作った水で比抵抗は15MΩ・cm以上と高純度の水です。MilliQに関してはイオン交換樹脂を通し、逆浸透法、限外濾過法を用いて精製しているようです。

>また、実験内容によってはエンドトキシンを気にする実験もありますが、エンドトキシンフリーの水を使う場合はどれを選べばよいのでしょうか?
これに関しては上で書いたように限外濾過膜で精製した水です。MilliQが当てはまるでしょう。(超純水も一般的には限外濾過をしているのでこれも当てはまりますかね。)

>動物細胞培養用に使う場合はどの水を選べばよいのでしょうか?
これは、2次蒸留水以上の純度があれば十分です。2次蒸留水、MilliQ水、超純水が使用できます。

ただ、水関係の装置は日頃のメンテナンスが重要でイオン交換樹脂とか水を貯めるタンク、蛇口に汚染がないかは確認する必要があります。

実験書には必ずはじめのほうに書いてあることですので、pinokoBBさん自身でなにか実験書をご参照ください。

pinokoBBさん、こんにちは。

バイオ・生化学関係に用いられる水は水道水をプレフィルターを通し、イオン交換・蒸留・逆浸透法、限外濾過などを複数回組み合わせて生成します。

プレフィルターは鉄さびや大き目のゴミを取り除くに用います。

イオン交換法は酸性・強アルカリ性の樹脂を通し、イオン化合物を除く方法でこれを行った水がイオン交換水(脱イオン水)です。水の純度の評価には比抵抗を用いますが、およそ数百kΩ・cmの水が得られます。この段階で除けるのはイオン化合物だけで有機物・微生物は...続きを読む


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