ジメジメする梅雨のお悩み、一挙解決! >>

緩衝溶液について質問です!

リン酸二水素ナトリウムとリン酸水素二ナトリウムの緩衝溶液はなぜpH6~pH8で緩衝能力が強いのでしょうか??

理由も教えていただけるとうれしいです(>_<)

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (1件)

緩衝溶液の最も有効な範囲はKaの付近です。


今回はNaH2PO4とNa2HPO4ですから、関与する平衡はKa2に対応する解離平衡、
H2PO4^- ⇔ H^+ + HPO4^2-
になります、
pKa2=6.82
ですからpH7付近が最も平坦になります。↓
http://research.chem.psu.edu/brpgroup/pKa_compil …

この回答への補足

ありがとうございます(;_;)

追加で質問してもいいでしょうか??

H2PO4^- ⇔ H^+ + HPO4^2-
からもう一段階電離はしないのでしょうか??

資料をみると電離度がかなり小さいのでほぼ電離しないと考えていいのですか??

リン酸水素2ナトリウムの方の電離は
HPO4^2-⇔H^++PO4^2-の電離ではなく
 H^+ + HPO4^2-⇔H2PO4^- の反応をするのでしょうか??

 重ね重ねすいません・・・。

補足日時:2009/05/24 21:37
    • good
    • 1

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

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緩衝液の実験

先日、塩酸、酢酸、リン酸を使って中和滴定を行いました。すべて水酸化ナトリウム使用です。実験の題名は「緩衝液とpH」です。
緩衝液とはどういうものか知っています。普通に滴定をし、緩衝作用がどうのこうのではなく普通の中和滴定って感じで滴定曲線も描けました。
酢酸とリン酸には緩衝作用があると思うのですがこの実験でどのような緩衝液の性質が分かったのでしょう‥。どこらへんで緩衝作用が出てるんだかイマイチ分からなくて↓
なんだか質問の意味も分かりにくいと思うのですが分かる方お願いします!

Aベストアンサー

 酢酸とリン酸の滴定曲線を眺めて下さい。
 酢酸の場合は、滴定終点のNaOH消費量の半分の滴定位置で、NaOH添加量に対するpH変化が一番緩くなっていますよね。 つまりここのpH付近が一番緩衝性が良いところだと分かります。
 リン酸の場合は、多段終点なので、ジャンプとジャンプの中間滴定量の所のpH変化が一番緩いでしょう。
 つまり、リン酸緩衝液の場合、緩衝作用のあるpHが複数在る事がわかります。
 これに対して、塩酸の場合は滴定の中間点のpHは低すぎるし、終点付近でのpH変化は大きいし、終点後のpHは高過ぎるし、実用的なpH域での緩衝作用が期待できない事が分かるでしょう。

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エキソンシャッフリングを平易に解説お願いします。

Wikipediaのイントロンの項に(下記URL)「イントロンは一見無駄に見えるが、選択的スプライシングや、エキソンシャッフリングを可能にし…」とありますがエキソンシャッフリングがどのようなものか知りません。直訳すればエキソンの組換え??? どなたか分子生物は全くの老人に平易に解説お願いできないでしょうか。

○Wikipediaのイントロン
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%88%E3%83%AD%E3%83%B3

Aベストアンサー

エキソンは、タンパク質のドメインを指令していることが多いようです。
異なるタンパク質ドメインを指令するエキソンが、偶然の組換え反応(トランスポゾンの類とかも関与しているでしょう)で連結し、融合するなどの現象のことを、エキソンシャッフリングというのではないでしょうか。
イントロンによってエキソンが分断されているからこそ、そのような組換えは起こりやすくなるのでしょう。

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.

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リン酸緩衝液の...

学生なんですが。。。
リン酸緩衝液にNaOHを滴下していくと、リン酸一水素ナトリウムとリン酸二水素カリウムはどのような反応をして、緩衝作用をあらわすのか何方か教えて頂けないでしょうか。宜しくお願いします!

Aベストアンサー

すいません、まちがえました。右に進むのまちがえっす。ルシャトリエの原理というのは、平衡状態にある反応の条件を変えるとそれを妨げる方向に平衡が移動するというやつです。
H3PO4⇔H+H2PO4-
右の水素イオンが減ればそれを補おうとして右にすすむ。
ので、水素イオン濃度は、あまり変動しない。

Q酵素の反応速度論

酵素の反応速度論についての実験をしました。Lineweaver-Burk plotやHanes-Woolf plotで解析し、Vmax,Km,Kiなどを求めました。
実験中は実験をただ進めることに集中してしまい、考えていなかったのですが、これら(Vmax,Km,Ki)の値から、酵素についての何が分かり、それを酵素科学の研究などにおいてどのように活用できるのでしょうか?どなたかご教示ください。よろしくお願いします。 

Aベストアンサー

エンドポイントアッセイ(終点分析法)は目的成分と試薬を反応させて、全てを生成物に変化させたあと、吸光度の変化総量を測定して、目的成分を定量する方法です。エンドポイントに達するまでの時間は、Km値が小さく、Vmaxが大きいほど短くなります。

レートアッセイ(初速度分析法)は目的成分と試薬を反応させて、その反応が進行しているときの速度を単位時間当たりの吸光度変化量として測定し、目的成分を定量する方法です。レートアッセイは1次反応領域で吸光度変化を測定するので1次反応領域が大きい方が適しています。従って、Km値が基質濃度より十分大きい必用があります。一般的に1次反応領域は[S]≦0.05Kmです。ゆえに、レートアッセイは全ての酵素で成立するわけではありません。また、用手法での測定は困難なので、自動分析法で使用します。

自分が知ってるのは医学の分野だけなので、知識に偏りがあるかもしれません。お役に立てればいいのですが…

Q吸光光度法の検量線について

検量線を作成し、データーにばらつきが生じた場合はどのようにすべきなんでしょうか。無理やり線でつなぐのかなと思っているのですが・・回答をお願いします。

Aベストアンサー

 検量線を引くための標準液は、0を含めて、6点取っています。標準液を調製しやすいように、例えば、0、1、2、3、4、5 mg/mlなど。これを5点検量(0は、普通対照に利用するので)と称しています。4点の場合もあります。
 基本は、グラフを書いて、1点がヅレていたら、それは無視して検量線を引く。2点ズレテイタラ、こりはヒドイので、やり直す、と言うのが教科書です。

 正確にするために検量線を2連(2回)して、その平均を取る、というバカな教えをする教員もいますが(それなら、2連より10連、100連の方が正確、と毒づいています)。
 
 実験のテクニックが難しくて、全体がばらつく場合もあります。この場合は、5点ではなく、10点とか、測定する回数を増やしたりして、信頼性を高めるしかありません。検量線は、もちろんパソコンで引きます。また、サンプルの測定も、一回だけではなく、数回測定して、平均値を去る必要があります。

 化学反応は、バラツキマセン。しかし、生物のサンプルは、個体差があるので、最低3回は測定して、平均と標準偏差を示します。例えば、血糖値を測定するときに、血液中のグルコースの測定は、ばらつかないので1回で十分。しかし、A、B、Cサンそれぞれの値は異なるので、ヒトの血糖値となると、最低3人は測定しなければなりません。
 同じサンプルを測定して、値がばらつくのは単に腕が悪いだけです。学生だと5%程度、慣れると2%以内、分析のプロだと0.5%の誤差でもウルサク言います。
データがばらつく原因を考え、検量線とサンプルの測定回数を決めてください。

>無理やり線でつなぐのかなと思っているのですが
測定した点をつないだりしているのでしょうか。それはヤリマセン。昔は、測定した点の近くをなるべく通る直線(場合によっては曲線)を、慣れを頼りに引いていました。今ではパソコンがあるので、回帰式を出します。これが検量線になります。最近は、機器に検量線を自動的に描き、濃度まで計算しているのが、普通です。
 回帰式の相関係数が、0.98以上あれば信頼していますが、0.95だとやり直すかどうか迷います。

 検量線を引くための標準液は、0を含めて、6点取っています。標準液を調製しやすいように、例えば、0、1、2、3、4、5 mg/mlなど。これを5点検量(0は、普通対照に利用するので)と称しています。4点の場合もあります。
 基本は、グラフを書いて、1点がヅレていたら、それは無視して検量線を引く。2点ズレテイタラ、こりはヒドイので、やり直す、と言うのが教科書です。

 正確にするために検量線を2連(2回)して、その平均を取る、というバカな教えをする教員もいますが(それなら、2連より10連、10...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


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

おすすめ情報