出産前後の痔にはご注意!

化学の初心者です。
皆さんのお力をお貸しいただきたく思い、質問させていただきます。

先日、化学実験を行ったのですが、どうしてもわからないことがありました。
実験の内容は以下の通りです。

≪0.1mol pH8.3トリスアミノメタン緩衝液によるpH実験≫

(1)0.1mol pH8.3トリスアミノメタン緩衝液30mlに蒸留水を10ml加える。
(2)蒸留水30mlに0.1mol pH8.3トリスアミノメタン緩衝液を10ml加える。
(3)0.1mol pH8.3トリスアミノメタン緩衝液30mlにNHClを10ml加える。
(4)NHCl 30mlに0.1mol pH8.3トリスアミノメタン緩衝液を10ml加える。

その結果

(1)トリスアミノメタン緩衝液(pH8.3)+蒸留水(pH6.62)=混合液pH8.3
(2)蒸留水(pH6.62)+トリスアミノメタン緩衝液(pH8.3)=混合液pH8.29
(3)トリスアミノメタン緩衝液(pH8.3)+NHCl(1.22)=混合液pH7.70
(4)NHCl(1.22)+トリスアミノメタン緩衝液(pH8.3)=混合液pH1.38

です。どうして緩衝溶液にもかかわらず、pHが変化したのでしょうか?
加える順番や溶液の量が関係するのでしょうか?
詳しい解説をお願いします。

失礼します。

A 回答 (2件)

Henderson-Hasselbalch の式を知っていますか?


解離平衡と解離定数ってわかりますか?
緩衝の機構を理解していますか?




> 0.1mol pH8.3トリスアミノメタン緩衝液

トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンのことをトリスアミノメタンと呼ぶのは,俗称としても最悪です.業界通ぶってこういう言い方がまかり通り続けるのはがまんなりません.という私見はともかくとして,つっこみどころを見落としていました.
「0.1mol のわけはないでしょう?」
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トリスアミノメタンって何ですか?


NHCl ってなんですか?

加えたのが濃硫酸50mLでも「緩衝溶液にもかかわらず、pHが変化したのでしょうか?」と思いますか?
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この回答へのお礼

ご指摘ありがとうございます。
ご迷惑おかけいたしました。もう少し補足をさせていただきます。

トリスアミノメタンって何ですか?>
トリスアミノメタンとは、トリスヒドロキシメチルアミノメタンのことです。

NHCl ってなんですか?>
申し訳ありません。0.1NのHClの誤りです。

加えたのが濃硫酸50mLでも「緩衝溶液にもかかわらず、pHが変化したのでしょうか?」と思いますか?>
そうは思いません。緩衝液であったとしても無限大にpHが変わらないということはありえません。
ですが、蒸留水30mlにトリスアミノメタン緩衝液を加えた時のpHの変化と比べると差が大きすぎる気がしました。

わかりづらい本文で申し訳ありません。以後気をつけさせていただきます。

お礼日時:2007/07/12 21:05

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Qトリス緩衝液調製方法

 化学が大の苦手です。ご助力ください。
 トリス緩衝液の調製に、トリスヒドロキシメチルアミノメタンと塩酸を用意することはわかるのですが、トリスヒドロキシメチルアミノメタン塩酸塩を使用する場合、塩酸は使用しないでいいのでしょうか?
 つまり、手元にトリスヒドロキシメチルアミノメタンとトリスヒドロキシメチルアミノメタン塩酸塩そして塩酸がある場合、もっとも簡単に調製する方法はどういった組み合わせを選択するのが良いのでしょうか?
 また、トリスヒドロキシメチルアミノメタンだけで調製した溶解液はトリス緩衝液とはいわないのでしょうか?
 よろしくお願いいたします。
 

Aベストアンサー

トリスヒドロキシメチルアミノメタンを水に溶解したものはトリス緩衝液、
塩酸でpHを調整するとトリス塩酸緩衝液、厳密には区別しませんが、
通常はpHを調整しますので、同等ですね。
ちなみにアルカリ側なら通常、水酸化ナトリウムNaOHで調整するのでトリスNaOH緩衝液です。

QTris-Hcl緩衝液について

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ベストアンサー

 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

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吸光度の単位

吸光度の単位は何でしょうか!?
一般的には単位はつけていないように思われるのですが。。
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

物理的には、No.1さんも書かれているように吸光度も透過度も基本的に同じ単位系の物理量どうしの「比」なので「無単位」です。しかし、無名数では他の物理量、特に透過度と区別が付かないので、透過度は"透過率"として「%」を付けて表し、"吸光度"は「Abs(アブス)」を付けて呼ぶのが業界(分析機器工業会?)のならわしです。

Q緩衝作用について

高校の化学で緩衝作用について勉強したんですが、まだまだたくさん緩衝作用について分からないことがあるので教えてください。もしくは、関連のあるサイトを教えてください。これからの授業に役立てます。お願いします。
(1)緩衝液のpHの変化が小さいのはなぜか
(2)生体内の緩衝作用の意義とは?
(3)たんぱく質・アミノ酸がなぜ緩衝作用を持っているのか?

Aベストアンサー

1)について
たぶん勉強したと思うけど、
例えば酢酸と酢酸ナトリウムの緩衝溶液の場合そこに塩基を加えると、
CH3COOH + OH- → CH3COO- + H2O
CH3COO- + H+ → CH3COOH + H2O

上の反応式のように酢酸は塩基と反応し、酢酸イオンと水ができる。また酢酸イオンと酸は酢酸と塩基を形成し、水酸化物イオンと水素イオンを除去するため。そのpHは
pH=pKa-log[CH3COOH]/[CH3COO-]
となる。酸と塩との比の対数に依存するから、pHを1変えるために、10倍比率を変える必要がある。そのためpHは変化しにくい。

2)細胞、組織はそれらが浸っている液体の性質に極めて敏感であるので、生体内の環境を一定に保つ必要がある。血液またはその他の液体のpHは一定に保たれなければならない。そのために緩衝作用は重要な意味をもつ。
3)  ???

Q当量点と中和点の違い

質問タイトルの通りですが、
「当量点と中和点は何がちがうのでしょうか?」
 (ちなみにwikipediaで調べたら
  当量点:全ての被滴定物質が反応し尽した時点とありました。)

どうかこの疑問に答えていただきたいです。よろしくおねがいします。

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回答としては #4 でいいと思いますが,そういうことなので,中和点という言い方を止めて欲しいと常々思っています.
どうしても中和=中性という感覚がついてまわり,#2,#3 のように思っている人は専門家や経験者であってもかなり多いと思います.
しかし,中和点を中性の点という意味で使う場合もあり得ます.たとえば,酸廃液を中和してから廃棄するときに,どれだけ塩基を入れるかとかいう場合ですね.分析化学的な意味での「中和点」ではなく,あくまでも中性にした点という意味で使われてしまいます.なので,酸塩基だろうがなんだろうが,当量点に統一して欲しいわけですが...まあ,無理ですかね...

Q滴定曲線からpKaが求められる理由

0.02mol/LCH3COO30mLを0.1mol/LNaOH(0~12mLまで)で滴定して、NaOHの滴下量とCH3COOHのpHから滴定曲線を作成しました。
この滴定曲線から作図法で滴定終点を求めたのですが、pKaの概略値が滴定終点の1/2のNaOH滴下量の時のpHの値に等しくなる理由が分かりません。ネットで調べても、滴定終点の1/2の滴下量時のpHでpKaが出てくることすら見当たらないです。ヘンダーソンバッセルハルヒの式が関わっているそうなのですが、その式だけ見ても全く見当がつきません。
回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

#2です。


pKa=-log(Ka) 、Ka は酢酸の酸解離定数です。

% を表す式は、次の電荷収支から理論的に得られたものです。

[H^+]+[Na^+]=[CH3COO^-]+[OH^-]

[H^+]+Bx/(v+x)=AvKa/{(v+x)([H^+]+Ka)}+(Kw/[H^+])

[H^+]=Ka を代入、xをvで表して、x=f(v)。

当量点は、x=Av/B だから、100*f(v)/(Av/B) (%)



pKaが小さい程(酸として強い程)、50%の 1/2当量点 から手前にずれていく事が分かります。

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

Q吸光度計にて 石英セルとガラスセル

抽出したゲノムDNAの濃度測定にて、吸光度計を使用して吸光度を調べる実験を最近行いました。そのとき抽出して希釈したDNAを石英セルに入れたのですが、そこで先生から
「石英セル以外にガラスセルやプラスチックセルもあるのになんで石英セルを使うの?」
という質問をされ、
「屈折率の問題で石英セルが一番適しているからです。」
と答えたのですが、
「それはプラスチックだけ。なんの不純物も入ってないガラスセルなら屈折率なんて問題にならないよね?じゃあそれ以外で石英セルのほうがいい理由は?」
と言われ、そこでまったく答えらませんでした。調べたところ、ガラスより石英のほうが高価だから精密度がいい?といったものが出たのですが・・・違うようです。
なぜ、ここでは石英セルを使用するのですか?教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

 学生時代に酵素の精製をしていて、「ゼロ合わせができません」と先生に言って大恥をかいた記憶があります。酵素ですから、測定波長は280nmです。40年も前のことですから、プラスチックセルはありません。研究上での恥のかき始めなので、今でも鮮明に覚えています。
 セルを超音波洗浄器で洗って、バラバラにしたこともあります。セルは、私にとっては、実験の最初の失敗。以後、失敗は数知れずですが、・・・。

>じゃあそれ以外で石英セルのほうがいい理由は?
正解は、「石英セルのほうがいいではなく、石英セルでないと・・・」です。
 http://www.fujiwara-sc.co.jp/catalog/sel01.html
 石英セルは、可視部も紫外部も通します。ガラスセルでは、可視部は通すが、紫外部はほとんど通さないようです。ですから、石英セルで可視部を測るのは測定上は適正なのですが、破損の可能性を考えて(石英セルは1個1万円、ガラスセルは3000円ほどでした)、可視部はガラスセル使用というのが現実的です。
 当時は、石英セルには、セルの上部にスリガラスの線が入っているものが石英セルでした。今は違うようですが。

 「セルが壊れました」と実習学生が持ってきてくれると、『福沢諭吉がヒラヒラと飛んでいく』ことになります。貧乏な研究室の教員としては『実習をまじめにしなければ壊れることも無い』と思いつつも、顔は引きつりかけます。学生実習は、結果が分かりきっているので、当然プラスチックでしています。しかし、紫外部の測定に適したプラスチックセルは無いようで、「測定可」とした製品も文字のとおり可の状態で、石英セルのレベルではないとの業者の回答でした。

 セルで思い出すのは、吸光度を測定する2面透明のセルで蛍光を測定しているのを見ました。他の研究生の卒論生だったので、「測定するのは難しいのと違う」と声をかけましたが、その後どうしたことやら。

参考URL:http://www.fujiwara-sc.co.jp/catalog/sel01.html

 学生時代に酵素の精製をしていて、「ゼロ合わせができません」と先生に言って大恥をかいた記憶があります。酵素ですから、測定波長は280nmです。40年も前のことですから、プラスチックセルはありません。研究上での恥のかき始めなので、今でも鮮明に覚えています。
 セルを超音波洗浄器で洗って、バラバラにしたこともあります。セルは、私にとっては、実験の最初の失敗。以後、失敗は数知れずですが、・・・。

>じゃあそれ以外で石英セルのほうがいい理由は?
正解は、「石英セルのほうがいいではなく...続きを読む

QSDS電気泳動について教えて下さい。

SDS電気泳動ってどういうものなのでしょうか?
検索してみるとタンパク質の変性を加えて用いるということは分かったのですが、
それ以外のことは分かりません。
どなたか詳しい方教えて下さい。 

Aベストアンサー

まず、SDS電気泳動(多くの場合はSDS-PAGE, SDS-polyacrylamide gel electrophoresisと言います)をやる目的ですが、タンパク質をサイズの違いで分離する方法です。例えば、細胞の中にはかなりの種類のタンパク質があるため、何かの方法で分離して検出する必要があります。SDS-PAGEでは、この分離を「タンパク質のサイズ(タンパク質の長さ)の違い」で行います。

SDS-PAGEの原理ですが、
1.タンパク質をSDSで変性させる(タンパク質の立体構造が壊れる)
2.電気泳動でタンパク質をポリアクリルアミドゲルの「網目」を通過させる(大きいサイズほど流れにくく、小さいサイズのタンパク質は流れやすい)
というものです。網目を通過しやすいかしにくいかでタンパク質の長さを測定します。結果として、ゲルの下の方には小さいタンパク質が、上の方には大きいタンパク質がきます。

SDSで変性させる理由ですが、タンパク質を直鎖状にすることです。タンパク質はその機能を発揮するために特有の立体構造(疎水結合やジスルフィド結合などを利用して)を形成します。タンパク質をそのまま泳動すると、ポリアクリルアミドゲルの「網目の通りやすさ」はタンパク質の長さだけに影響されず、タンパク質の形状(立体構造)にも影響を受けます。

SDS-PAGEを行う場合の多くは、タンパク質の長さだけを知りたいので、タンパク質の立体構造に影響される電気泳動は望ましくありません。そこで、SDSでタンパク質を直鎖状にして電気泳動します。

では、SDSをいれるとなぜ、タンパク質が直鎖状になるか、です。SDSは親水基と疎水基の両方をもつ化合物です。そして、その親水基は負(マイナス)に荷電しています。

タンパク質の立体構造はアミノ酸残基(アラニン、グリシン、リジン、トリプトファン・・・)の性質(特にアミノ酸残基がもつ電荷)の影響を大きく受けます。SDSがタンパク質に作用すると、SDSの疎水基側がタンパク質に親水基側が溶媒側に結合します。このタンパク質に結合したSDSの親水基(マイナスに荷電)がタンパク質を構成する様々なアミノ酸の特性を打ち消してしまいます。結果として、SDSが結合したタンパク質はアミノ酸残基の影響をうけられなくなり直鎖状になります。

また、このようにSDSが結合したタンパク質はマイナスに荷電しますので、電気泳動をするとタンパク質(とSDSの複合体)はマイナスからプラスの方へ泳動されていきます。

最後に、立体構造に大きな影響を与えるジスルフィド結合に関してです。このジスルフィド結合はSDSによって壊されません。そこで、多くのSDS-PAGEを行う場合は、SDSと共に2-mercaptoethanolやDTTといったジスルフィド結合を壊す還元剤で処理したタンパク質を電気泳動します。

なお、立体構造も含めて解析したい場合は、Native PAGEと呼ばれる方法で電気泳動を行います。

まず、SDS電気泳動(多くの場合はSDS-PAGE, SDS-polyacrylamide gel electrophoresisと言います)をやる目的ですが、タンパク質をサイズの違いで分離する方法です。例えば、細胞の中にはかなりの種類のタンパク質があるため、何かの方法で分離して検出する必要があります。SDS-PAGEでは、この分離を「タンパク質のサイズ(タンパク質の長さ)の違い」で行います。

SDS-PAGEの原理ですが、
1.タンパク質をSDSで変性させる(タンパク質の立体構造が壊れる)
2.電気泳動でタンパク質をポリアクリルアミドゲ...続きを読む