学校の宿題で以下の問題が出されました

弱二塩基酸であるH2Aの水溶液(濃度CA=10^-3.0M)のpHを計算により求めなさい。
なお酸解離定数はK1=10^-6.0、K2=10^-10.0とする。
pH計算に必要な式は要領よくまとめて記すこと。
また、仮定を入れて簡略化した場合は必ず仮定条件を示し、結果は有効数字2桁まで求めること。

何回読んでも意味が理解できず解けないので解説しながら教えていただけませんか?

A 回答 (3件)

K1>>K2 だから、とりあえず第二解離を無視してみましょう。




H2A ⇔ H^+ + HA^-

更に水の解離により生じる[H^+]を無視すれば、

[H^+]≒[HA^-] と見做せるから、「H2A」の解離により生じる[H^+]=x と置くと、

[H^+][HA^-]/[H2A]≒[H^+]^2/[H2A]=x^2/(CA‐x)≒x^2/CA=K1

x≒√(CA・K1)=10^(-4.5)<<CA、(約3%だからこの近似は妥当とした。)

また、(水の解離により生じる[H^+])=(溶液の[OH^-])=Kw/x=3・10^(-10)<<x

第二解離の解離度=[A^2-]/([HA^-]+[A^2-])=K2/([H^+]+K2)=3・10^(-6)<<1

従って、全ての近似が妥当と考えられるので pH≒4.5 になると思います。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

丁寧な解説ありがとうございました
よくわかりました

お礼日時:2011/04/18 21:53

#1です。


(3)からも[A^-2]を無視しても良いのだと思います。
    • good
    • 0

式で表わすと、


K1=[H^+][HA^-]/[H2A] … (1)
K2=[H^+][A^2-]/[HA^-] … (2)
[H2A]+[HA^-]+[A^2-]=CA …(3)
2[A^2-]+[HA^-]+[OH^-]=[H^+] … (4)
[OH^-][H^+]=10^-14 … (5)
なお(5)の次元は略しました。
連立方程式を解きます。
このままでは数値計算ソフトが無いと解けないので、どれか一番小さい値を和算から除外します。
多分(4)から2[A^2-]を無視するのでしょう。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

ありがとうございます
無視した後の式ってどうなりますか?

お礼日時:2011/04/17 20:03

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

Q16SrRNAの塩基配列解析について

現在、培養している好熱菌を同定するために16SrRNAの塩基配列を解析したいと思っています。そこで質問なのですが、どんな菌体に対しても使えるようなプライマー(どんな菌体の16SrRNAを増幅できるプライマー)というものはあるのででしょうか?それとも、データベースに載っている16SrRNAの塩基配列の一部をプライマーとして合成し、塩基配列を解析する方法しかないのでしょうか?よろしく御願い致します。

Aベストアンサー

こんにちは。
いろいろな細菌の16SrRNAを引っかけるプライマーを作りたければ、いろんな細菌間で非常に良く塩基配列が保存されている部分でプライマーを作れば、ほとんどの細菌からDNA断片を増幅できるでしょう。その断片のシークエンスを解析すれば、どの細菌であるかが同定できます。
逆に、目的の菌に非常に特異性の高いプライマーを設定すれば、目的の菌であった場合だけDNAが増幅される系を作ることができます(理論上は)。しかし、ほとんどの場合そうなのですが、少しでも非特異的な増幅が起こる可能性がある場合は、結局PCRでバンドが出ただけではその菌だとは同定できません。やはり塩基配列の解析が必要になります。
結局は、前者で紹介した方法で、塩基配列を解析し、同定するのが常套手段だと思います。ただ、細菌によっては非常に精度の高いPCRの検出系が確立されているものもありますので、文献検索をしてみてはいかがでしょうか?

Q酸・塩基の混合溶液のpH

酸・塩基の混合溶液のpHで質問です。

0.1mol/l塩酸100mlと0.08mol/lの水酸化ナトリウム水溶液100mlを混合した溶液の
phはいくらか。どちらも完全電離しているものとする。という問題です

回答は
[H+]=(1-0.8)×10(-2乗)×1000/200
=10(-2乗)mol/lになっています。
質問は
(1)なぜ回答では中和反応では過剰の酸だけを考えているんですか?
(2)×1000/200はなぜするのですか?

お願いします。

Aベストアンサー

(1)
塩酸と水酸化ナトリウムは中和して塩化ナトリウムになりますよね。
塩化ナトリウムはいくら溶けていようがpHに影響を及ぼさないと考えると、あとは過剰の塩酸だけしかpHに影響を持つものがないからです。
酸と塩基どちらが過剰になるのか、それともぴったり中和しているのか、それはその時々です。

(2)
その回答は解説になっていない書き方ですね。
塩化水素(1価)は (1-0.8)×10^-2 mol 過剰になっていて、それが200 mL=200/1000 L に溶けているわけですから、
[H+]=( 1×(1-0.8)×10^-2 mol ) ÷ ( 200/1000 L )
です。
回答は÷(200/1000)だから×(1000/200)と書き直しています。

Q条件に一致した塩基配列を含むデータを抽出するには?

条件に一致した塩基配列を含むデータの抽出方法を教えて下さい。(perl)

下記のように、塩基配列(ACTTC…)と、その上に配列名(>id_000)が
数百万配列ならんだデータがあります。

(fasta形式)

>id_001
CGCTGCCGGGGAACGGTCTGGTCAGGGATCTATCATGAGG
CGTGGGAATTTCGCCCCGGACAGTGAGGATTTGGGTGCTT
CCTTTGCTGTGATTTTAAGTTACCTCACCAAA
>id_002
GCAGTCCTTCGCCTGAAGTGCAGGACGGGTAGTAACGTAG
AGAGATCTTGCTTAGTTACTACTGC
>id_003
 ・
 ・

この中から、指定した塩基配列(例:TGAAGTGCA)を含むデータを、
下記のように別名のファイルに、配列名と塩基配列を一緒に出力したいのですが、
どのようにすればよいかが、分からず困っています。

>id_002
GCAGTCCTTCGCCTGAAGTGCAGGACGGGTAGTAACGTAG
AGAGATCTTGCTTAGTTACTACTGC
>id_015
ATGTGAAGTGCAGTGTGTTAGT
 ・
 ・

「BioPerl」のSeqIOオブジェクト?を使用することで、
何とか同じ結果を出せるようにはなったのですが、
実際に、どのような処理がされているのかは、理解できていません。

今後、色々なパターンに活用できるよう、perlだけの記述では
どのような記述をすればよいのか、理解したいのです。
perl初心者なので、より基本的な記述だと助かります。
よろしくお願い致します。

条件に一致した塩基配列を含むデータの抽出方法を教えて下さい。(perl)

下記のように、塩基配列(ACTTC…)と、その上に配列名(>id_000)が
数百万配列ならんだデータがあります。

(fasta形式)

>id_001
CGCTGCCGGGGAACGGTCTGGTCAGGGATCTATCATGAGG
CGTGGGAATTTCGCCCCGGACAGTGAGGATTTGGGTGCTT
CCTTTGCTGTGATTTTAAGTTACCTCACCAAA
>id_002
GCAGTCCTTCGCCTGAAGTGCAGGACGGGTAGTAACGTAG
AGAGATCTTGCTTAGTTACTACTGC
>id_003
 ・
 ・

この中から、指定した塩基配列(例:TGAAGTGCA)を含むデータを、
下記...続きを読む

Aベストアンサー

少々泥臭いですすみません

#!/usr/bin/perl
# 使い方の例
# perl このスクリプト.pl TGAAGTGCA

# TODO 要件に合わせて改造
$pattern = (@ARGV == 1)? $ARGV[0]: 'TGAAGTGCA';
open(F, 'foo.fasta') || die "no file error";

$cache = '';
$match = 0;
foreach (<F>) {
# シーケンスデータの始まり
if (/^>/) {
$match = 0;
$cache = $_;
next;
}
# シーケンス文字列に該当パターンが含まれるか検証
if (!$match && /$pattern/) {
$match = 1;
print $cache; # ここまでのシーケンスデータを出力
}
# 入力行を出力またはキャッシュ
if ($match) { print $_; } else { $cache .= $_; }
}
close(F);

少々泥臭いですすみません

#!/usr/bin/perl
# 使い方の例
# perl このスクリプト.pl TGAAGTGCA

# TODO 要件に合わせて改造
$pattern = (@ARGV == 1)? $ARGV[0]: 'TGAAGTGCA';
open(F, 'foo.fasta') || die "no file error";

$cache = '';
$match = 0;
foreach (<F>) {
# シーケンスデータの始まり
if (/^>/) {
$match = 0;
$cache = $_;
next;
}
# シーケンス文字列に該当パターンが含まれるか検証
if (!$match && /$pattern/) {
$match = 1;
pri...続きを読む

Q2塩基酸溶液のpH計算が・・

「H2Sの0.02M溶液のpHを求める(pK1=7とpK2=12.9)」という計算問題なのですが、なにからすればいいのかさっぱりわかりません。
まず、「0.02M」のところからわかりません。pHは濃度だからmol/lのかたちでわからないと計算できない気がします。
次に、2段階で反応が起こっているので、そもそもどこからpHを出せばいいのか…このタイプの問題にあたるのははじめてなので手も足も出ません。
出だしから転んでしまって、αを求めてみたり行ったりきたり思いつくままに色々試してみてはいるのですが、全く解答にたどりつく気配すらありません;;
勉強不足で申し訳ないのですが、計算方法を教えてやってください。
そして、焦って質問に意味不明なところがありましたら補足のほうで書き直しますのでそう言ってやってください;

Aベストアンサー

1 M = 1 mol/L

解離平衡から
[H+][HS-]/[H2S] = Ka1
[H+][S2-]/[HS-] = Ka2
[H+][OH-] = Kw

マスバランスから
[H2S] + [HS-] + [S2-] = 0.02

電気的中性条件から
[H+]=[OH-]+[HS-]+2[S2-]

[ ] に入っているものが5つ,式も5つなので,任意の [ ] について解けますから,[H+] について解けば1元の方程式になります.ただし,Kw=10^-14 は知っているとしています.また,これを整理すると [H+] の4次方程式になるので,適当な近似を使うか数値解を求める必要があります.

重要なのは上に書いた式に付記した条件の考え方が理解でき,条件に合わせて自在に数式化できることです.残念ながらこれができる人は意外なくらいに少ないのですが.

QDNA塩基配列の「相同性」?

ある生物のある遺伝子のDNA塩基配列があり、既知の生物種の配列と「99%以上の確率で相同性を示した」(ので同じ生物種か極めて近縁の種である)と書いてある場合、具体的にはどのような計算をしているのでしょうか?

例えば、長さ900塩基のうち、調べたい配列と既知の配列が892個は一致していたとします。この場合は99.1%の一致率(同一性?)ですが、「相同性」ということとは違いますか?文献をみていると、塩基が99.1%で一致していたことを「塩基配列で99.1%のホモロジーであった」と書いてあるものがあったのですが、ホモロジー・相同性とはそういう用語なのでしょうか?「相同性は質的性質(ある/なし)である」という説明も見たことがあって、そうすると単純なパーセンテージで示せないと思うのですが…。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

● 99%以上の確率で相同性を示した
というのは、おそらく、ある配列Aに類似した配列をデータベースの中を検索し、その結果見つかった既知の生物種の配列A’が、配列Aと偶然一致する確率が 0.01よりも小さいことを意味しています。この場合の確率というのは、あるデータベースを検索した時の結果を評価する値です。具体的にどのような計算をしているのかは、私はよく知りません。以下の参照URLの Expect (E) valueについて調べることは、参考になるかもしれません。

●長さ900塩基のうち、調べたい配列と既知の配列が892個は一致していた
というのは、二つの配列間(AとA’)の関係についてだけ、述べています(データベースの検索結果とは関係なく)。二つの配列を比べた時、塩基配列間で99.1%が一致しており、これらは配列類似性が高いという使い方をしますね。

●相同性は質的性質(ある/なし)
二つの遺伝子が「相同である」というのは、二つの遺伝子が「共通の遺伝子から派生している」という意味です。共通遺伝子から派生した遺伝子群は、配列類似性が高い場合が多いですが、その逆は言えません。つまり、二つの遺伝子間の配列類似性が高くても、共通遺伝子から派生した遺伝子(相同性である)とは限りません。配列類似性が高くても、別々の独立した遺伝子からそれぞれが派生した場合もありえます。

参考URL:http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi?CMD=Web&PAGE_TYPE=BlastDocs&DOC_TYPE=FAQ#expect

● 99%以上の確率で相同性を示した
というのは、おそらく、ある配列Aに類似した配列をデータベースの中を検索し、その結果見つかった既知の生物種の配列A’が、配列Aと偶然一致する確率が 0.01よりも小さいことを意味しています。この場合の確率というのは、あるデータベースを検索した時の結果を評価する値です。具体的にどのような計算をしているのかは、私はよく知りません。以下の参照URLの Expect (E) valueについて調べることは、参考になるかもしれません。

●長さ900塩基のうち、調べたい配列と既知の配...続きを読む

Q酸・塩基の混合溶液のpHで質問です。

酸・塩基の混合溶液のpHで質問です。

pHは[H](酸性)のHClにしか関係がない。
つまり塩基性の塩化ナトリウムなどには影響(関係)がないと考えていいんでしょうか?
また中和して塩基性が過剰になっても、ならなくてもpHは酸性の物を使って考えれば良いんでしょうか?

それと問題文に中和と出ていたら
Kw=[H+][OH-]=10^(-14)と考えて
中和したものは小さいから無視して考えても大丈夫ですか?

例えば
0.1mol/l塩酸100mlと0.08mol/lの水酸化ナトリウム水溶液100mlを混合した溶液の
phはいくらか。どちらも完全電離しているものとする。
という問題です。

お願いします

Aベストアンサー

>中和したものは小さいから無視して…
正確ではありませんが、そのように考えて下さい。
>0.1mol/l塩酸100mlと0.08mol/lの水酸化ナトリウム水溶液100mlを…
0.1×0.100=0.0100(mol)
0.08×0.100=0.0080(mol)
中和すると残った塩酸が0.0020mol/200mL
0.01mol/L pH=2
になりますね。

Qシークエンスでプライマー配列部分の塩基は決定可能?

PCR産物をダイレクトシークエンスする場合、塩基が決定できるのはプライマーで挟まれた部分の配列についてで、プライマーがアニールするはずの部分(プライマー配列に含まれる部分)の塩基は決定できないという認識でいるのですが、正しいでしょうか?
実は、最近読んだ国際誌(Molecular Ecology)の論文で、(そのPCRに利用したと明記されている)プライマーがアニールするはずの部分の塩基を決定し、そこにたくさんの多型(全多型の約20%)を検出しているのをみて不思議に思った次第です(GenBankにも同様の配列が登録されていました)。
プライマー配列部分にプライマーと異なる塩基があれば、その部分がヘテロのピークとして現れることがあるとは思うのですが、このようにして得られた塩基は信用していいのでしょうか?また、ヘテロが現れなったからといって、その部分の対象の配列がプライマーと同一としていいのでしょうか?
メジャーどころの国際誌に出ているのだから問題ないと思わないでもないのですが、配列のローデータにまであたらないと分からないわけですから、見落されていたということもありえると思うのです。
ご意見のほどお聞かせいただければ幸いです。
どうぞよろしくお願いします。

PCR産物をダイレクトシークエンスする場合、塩基が決定できるのはプライマーで挟まれた部分の配列についてで、プライマーがアニールするはずの部分(プライマー配列に含まれる部分)の塩基は決定できないという認識でいるのですが、正しいでしょうか?
実は、最近読んだ国際誌(Molecular Ecology)の論文で、(そのPCRに利用したと明記されている)プライマーがアニールするはずの部分の塩基を決定し、そこにたくさんの多型(全多型の約20%)を検出しているのをみて不思議に思った次第です(GenBankにも同様の配...続きを読む

Aベストアンサー

プライマーの結合部位の下流でなければ、
通常はダイターミネーター法とダイプライマー法ではプライマー上の塩基配列を決定することが出来ません。

もしかしたら、3'側の末端の塩基を変える事により読めなくなるかどうかで調べることが出来るかもしれません。

どの論文なのかはわかりませんが、
歩いていたりしていて、そこのSNPsの検出にはさらに外側のプライマーを使っていませんか?

Q弱酸と弱塩基を含む混合溶液のpH

濃度CAの弱酸HAと濃度CBの弱塩基NaAを含む混合溶液のpHが以下のようになることを導け。 (酸解離定数をKaとする)
  pH = pKa + log(CB/CA)

--------------------
弱酸のpHは
  pH = 1/2(pKa - logCA)
弱塩基のpHは
  pH = 7 + 1/2(pKa) + 1/2(logCB)
で求められると教わりました。
上記2つの式は導けたのですが、混合溶液になるとうまくいきません。

どなたか回答をお願いします。 m(_ _)m

Aベストアンサー

NaAはほぼ完全に電離します。
この電離によって生じたA-によって、HA ⇔ H+ + A-の平衡は左に移動するため、
CB≒[A-]、CA≒[HA]となります。

よって、
Ka=[H+][A-]/[HA] が Ka≒[H+]CB/CA となります。

あとは両辺の対数をとってください。

Q塩基配列表の読み方

塩基配列表について質問があります。

先日、生物学の授業にて、
塩基配列表(genetyxを用いてプリントアウトされたsequence file)が書かれたプリントを授業で配られ、「プライマーを設定してみよう」と言われたのですが、プリントの塩基配列に関して読み方が分かりません。

プリントには塩基番号1から1000まで、a,g,c,tからなる塩基配列が記載されています。
この場合、どちら(塩基番号の1側か1000側か)が3'末端になるのでしょうか?
また、通常このように記載されるのは元のDNA鎖の配列なのでしょうか?それとも、cDNAなのでしょうか?
DNAであればセンス鎖、アンチセンス鎖があると思うのですが、どちらなのでしょうか?

因みに、プリントには塩基番号1からttagacccgataagcccgcataatgc・・・・・と書かれています。

Aベストアンサー

genetyxを用いて作られたプリントならば、
genetyxのマニュアルを見ればわかると思いますが。

>どちらが3'末端
通常は5'→3'の順で書くので、1000側が3'になります。

>通常このように記載されるのは
通常はセンス鎖です。

Q206 弱塩基の水溶液のpH 0.025mol/Lのアンモニア水中のアンモニアの電離度は0.040で

206
弱塩基の水溶液のpH
0.025mol/Lのアンモニア水中のアンモニアの電離度は0.040であるとして、次の問いに答えよ。
(1)アンモニア水溶液中で電離するようすを電離の反応式で表せ。
(2)このアンモニア水の[OH-]を求めよ。

207
弱酸・弱塩基のpH
次の水溶液について、[H+]とpHを求めよ。
(1)5.0×10-4mol/Lの酢酸水溶液(電離度0.20)
(2)0.040mol/Lの酢酸水溶液(電離度0.025)
(3)1.0×10-3mol/Lのアンモニア水(電離度0.10)
(4)0.050mol/Lのアンモニア水(電離度0.020)

-4とかは、右上の小さい文字です。(><)

Aベストアンサー

電離度=電離した電解質の物質量/溶解した電解質の物質量

206
(1)NH₃ + H₂O ⇔ [NH₄+] + [OH-]

(2)電離度0.040 だから溶解した0.025molの0.040倍。
∴0.025mol×0.040=0.001mol

207
(1)酢酸水溶液の電離式はCH4COOH ⇔ [CH4COO-] + [H+]
酢酸1molに対して[H+]は1molで1:1
5.0×10⁻⁴molで電離度0.20だから[H+]は1×10⁻⁴mol

pHは-log([H+]のmol数) だからpH=-log10⁻⁴=-(-4)=4

(2)(1)と同じ様にやる
0.040mol×電離度0.025 = [H+]は0.001mol=10⁻³
pHは-log10⁻³ = -(-3) = 3

(3)アンモニア水の電離式は206-(1)でNH₃ + H₂O ⇔ [NH₄+] + [OH-]
アンモニア水1molに対して[OH-]は1molで1:1
1.0×10⁻³molで電離度0.10だから[OH-]=1.0×10⁻³×電離度0.10=10⁻⁴

pHは[H+]濃度で計算する定義だから[H+]濃度を求めないとイケナイ。
水溶液では必ず [H+]×[OH-]=10⁻¹⁴

[OH-]=10⁻⁴だったから、[H+]=10⁻¹⁰ ∴pH=-log10⁻¹⁰ =10

(4)も同様に
[OH-]=0.050mol×電離度0.02=0.001=10⁻³
∴[H+]=10⁻¹¹ pH=-log10⁻¹¹=11

電離度=電離した電解質の物質量/溶解した電解質の物質量

206
(1)NH₃ + H₂O ⇔ [NH₄+] + [OH-]

(2)電離度0.040 だから溶解した0.025molの0.040倍。
∴0.025mol×0.040=0.001mol

207
(1)酢酸水溶液の電離式はCH4COOH ⇔ [CH4COO-] + [H+]
酢酸1molに対して[H+]は1molで1:1
5.0×10⁻⁴molで電離度0.20だから[H+]は1×10⁻⁴mol

pHは-log([H+]のmol数) だからpH=-log10⁻⁴=-(-4)=4

(2)(1)と同じ様にやる
0.040mol×電離度0.025 = [H+]は0.001mol=10⁻³
pHは-log10⁻³ = -(-3) = 3

(3)アンモニア水の電離式は206-(1)でNH₃ + H₂O...続きを読む


人気Q&Aランキング

おすすめ情報