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「弱酸とその共役塩基」または「弱塩基とその共役酸」からなる緩衝液は、特定の量の他の物質を添加すると、pHの変化を遅くする可能性があります。 生物学的実験で最も一般的に使用される緩衝液の1つはPBSです。これはNa2HPO4とKH2PO4の緩衝液対で構成され、pH範囲が5.8〜8.0の強力な緩衝能力を持っています。
バッファーソリューションに十分なバッファリング能力があることを確認するために、バッファーソリューションを準備するときは、次のことを行う必要があります。
共役酸-塩基対の濃度比を1に近づけるには、維持する必要のあるpH範囲に基づいて適切なバッファー対を選択する必要があります。そして、バッファー対中の弱酸のpKaは、必要なpHに等しいか、またはそれに近いはずである。
たとえば、生物学的培地でpH 7.0の緩衝液が必要な場合、h2PO4-およびHPO42-は、pKa2が7.21であるため、適切なバッファーペアとして選択できます。 PH 9.0の緩衝液が必要な場合は、NH3・H2O-NH4Cl緩衝液対 (pKa(NH4 ) = 9.25) を選択できます。
弱酸のpKaが緩衝液を選択するための主な基礎であることが分かる。 この表は、一般的に使用されるいくつかのバッファーソリューションを示しています。
緩衝液として一般的に使用される酸は、弱酸とその共役酸塩からなり、緩衝効果を有する。 一般的なバッファシステムは次のとおりです。
弱酸とその塩 (HAc-NaAcなど)
弱塩基とその塩 (NH3・H2O-NH4Cl)
水溶液は、多弱酸の酸塩およびその対応する二次塩 (NaH2PO4-Na2HPO4など) からなる。
緩衝電解質塩トリス (トリス (ヒドロキシメチル) アミノメタン) システム、炭酸塩、クエン酸、リン酸、酢酸、バルビツール酸など、は通常、生物学的製品の分野で緩衝液として使用されます。
生化学実験や研究で緩衝システムを選択するときは、実験結果に影響を与える要因が緩衝液のpH値でない場合があるため、慎重に選択する必要があります。しかしバッファ溶液中のある種のイオン。 ホウ酸塩、クエン酸塩、リン酸塩、トリスなどの緩衝剤はすべて、望ましくない化学反応を引き起こす可能性があります。
ホウ酸塩: ホウ酸塩は、スクロースなどの多くの化合物と複雑な塩を形成します。
クエン酸塩: クエン酸イオンはカルシウムと結合しやすいため、カルシウムイオンが存在する場合は使用できません。
リン酸塩: いくつかの実験では酵素阻害剤または代謝物であり、重金属はリン酸塩の形で溶液から容易に沈殿する可能性があります。 そして、その緩衝能力はpH7.5を超えると非常に低い。
バッファーソリューションの役割。トロメタミンtrisバッファーは、サンプル溶液の酸性度が分析方法で指定された範囲を満たすように、限られた範囲内で溶液のpHを調整することです。 例えば、フェノールは4-アミノジフェニルアミンと反応して、アルカリ性媒体およびシアン化鉄の存在下でオレンジレッドのアゾダイエを形成し、そして10.0 ± 0.2のpHは芳香族アミンからの干渉を防ぐのに最も適しています。 したがって、緩衝液をサンプル溶液に添加して、サンプル溶液のpHを10.0 ± 0.2に調整および制御する。
実際の作業では、一部のアナリストは、バッファーソリューションのメカニズムを理解していないため、塩酸や水酸化ナトリウムなどの強酸または強塩基溶液を使用して、準備して使用した緩衝液が指定された値と一致しない場合、緩衝液のpHを必要な値に調整します。 これにより、緩衝溶液を所望のpH値に素早くもたらすことができると考えている。 しかし、結果は正反対です-溶液のpH値は正しく調整されていますが、その緩衝システムは破壊され、緩衝効果が失われます。
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