緩衝液中の酸は水酸化物イオンを中和します。強塩基をかけると水で中和します。緩衝効果は、酸 (またはアルカリ) pKa で最も高くなります。 1 対 1 の酢酸と酢酸ナトリウム (たとえば) から作られた (ナトリウム) CH3COOH 緩衝液の pH は約 4.7 (酢酸の pKa に近い) であり、この pH で最も緩衝作用が高くなります。得られた。緩衝液は、正確な pH 制御が必要な幅広い化学的および生物学的プロセスで使用されます。酸性緩衝液の調製について詳しく見ていきましょう。
酸性または酸性のバッファー
これらの溶液は、酸性環境を酸性に保つために使用されます。酸性の pH は、弱塩と酸を強塩基と混合することで実現できます。酢酸と酢酸ナトリウムを等量含む水溶液のpHは4.74です。
- これらの溶液の pH は 7 未満です。
- これらの溶液は、弱酸とその塩で構成されています。
- 酸性緩衝液は、酢酸ナトリウムと酢酸の混合物です (pH =4.75)。
ヘンダーソン・ハッセルバルヒの方程式
酸性緩衝液の準備
弱酸 (WA) とその塩 (KA) が強塩基 (KOH) の酸性緩衝液に入っているとします。弱酸 WA は電離し、平衡は次のようになります:
H+ + A + WA + H2O
Ka =[H+] =酸解離定数 [A–]/WA
右側と左側の負のログを取る:
pKa + ([塩]/[酸]) =酸性緩衝液の pH
ヘンダーソン・ハッセルバルヒ方程式は、ヘンダーソン方程式としても知られています。
Henderson-Hasselbalch 条件は、回答の定量化可能な pH と腐食性の pKa (-log Ka に相当) を数値的に結び付けます。この条件は、クッション アレンジメントの pH を評価し、腐食性の塩基反応における調和の pH を追跡するのにも役立ちます。条件は、脆弱な腐食剤またはクレードルの pKa の式から取得できます。
一貫した腐食性分離は次のとおりです:
Ka=[H+][A−][HA]
条件全体のログを取り、それを改造した結果、次のようになります:log(Ka)=log[H+]+log([A−][HA])
この条件は次のように変更できます:
−pKa=−pH+log ([A−][HA])
負の符号を広めると、Henderson-Hasselbalch 条件の最後の形式が得られます:pH=pKa+log([A−][HA])
代替アプリケーションでは、条件によって、特定のpHのクレードルを作るために予想される腐食性およびフォームベースの量を決定できます。与えられた pH と既知の pKa を使用して、Henderson-Hasselbalch 条件の配置は、pH/pKa の真数を展開することによって取り組むことができる比率の対数を与えます:10pH−pKa=[塩基][酸]
Henderson-Hasselbalch 条件を利用してクレードル配置の pH に取り組む方法の図は、次のとおりです:
0.0350 M NH3 と 0.0500 M NH4+ (NH4+ の Ka は 5.6 x 10-10) を含むクレードル配列の pH は?応答の条件は次のとおりです:NH4⇌H+NH3
フレームワークが調和に達するために固定の調整が重要ではないことを受け入れると、ヘンダーソン・ハッセルバルヒ条件は次のようになります:pH=pKa+log([NH3][NH4+])
pH=9.25+log(0.03500.0500)
pH =9.095
酸性緩衝剤の作用機序
(1) 酸性緩衝液は、弱酸と強塩基を含む塩の混合物です。塩は完全に解離しますが、弱酸は少ししか解離しません。さらに、弱酸の解離は、主に塩によって提供される一般的なイオンによってさらに遅くなります。 CH3COONa(aq) CH3COO(aq) + Na+(aq) (CH3COOH + CH3COONa)
(2) この混合物に微量の強酸 (H+) を加えると、水素イオンが酢酸イオンと反応して未解離の酢酸が生成されます。その結果、バッファーに酸を加えても、その pH には影響しません。
CH3 – COOH + H+(aq) + CH3COO-(aq) 予約塩基性とは、余分な H+ を除去することを指します。
(3) その結果、溶液の pH は一定に保たれます。この溶液に塩基を導入すると、塩基の OH- イオンが緩衝液中の H+ イオンと反応して水分子 (H2O) を生成します。その結果、溶液の pH は一定に保たれます。
結論
この記事では、酵素精製に使用される酸性緩衝液の調製方法と酸性緩衝液の調製に関する注意事項について説明します。適切な緩衝酸とその共役塩基の成分原液を十分な量で混合することにより、任意の所望のpHの緩衝液を容易に作ることができる。緩衝液の酸成分 39 部を共役塩基 61 部と混合するか、酸 100 部を NaOH 61 部と混合して、緩衝酸の pK よりも pH 0.2 単位高い緩衝液を作成します。選択された pH が pKa の 0.5 単位以内である場合、この方法で作成された溶液の目標 pH は 0.1 単位以下である必要があります。
