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PH缓冲溶液的定义及原理

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依风听雪 2020-03-25 09:39 评论( 0 ) 浏览( 4154 )
在生化研究工作中,常常需要使用缓冲溶液来维持实验体系的酸碱度。研究工作的溶液体系pH值的变化往往直接影响到研究工作的成效。如果“提取酶”实验体系的pH值变动或大幅度变动,酶活性就会下降甚至完全丧失。所以配制缓冲溶液是一个不可或缺的关键步骤
缓冲溶液是无机化学及分析化学中的重要概念,缓冲溶液是指具有能够维持PH相对稳定性能的溶液。pH值在一定的范围内不因稀释或外加少量的酸或碱而发生显著的变化,缓冲溶液依据共轭酸碱对及其物质的量不同而具有不同的pH值和缓冲容量。
常用作缓冲溶液的酸类由弱酸及其共轭酸盐组合成的溶液具有缓冲作用。常见的缓冲体系有:
1、弱酸和它的盐(如HAc---NaAc)
2、弱碱和它的盐(NH3·H2O---NH4Cl)
3、多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐(如NaH2PO4---Na2HPO4)的水溶液组成。
而生化实验室常用的缓冲系主要有磷酸、柠檬酸、碳酸醋酸巴比妥酸Tris三羟甲基氨基甲烷)等系统,生化实验或研究工作中要慎重地选择缓冲体系,因为有时影响实验结果的因素并不是缓冲液的pH值,而是缓冲液中的某种离子。如硼酸盐柠檬酸盐、磷酸盐和三羟甲基甲烷等缓冲剂都可能产生不需要的化学反应。
分析测试中,在络合滴定和分光光度法等许多反应里都要求溶液的pH值保持在一个范围内,以保证指示剂的变色和显色剂的显色等,这些条件都是通过加入一定量的缓冲溶液达到的,所以缓冲溶液是分析测试中经常需要的一种试剂。 采用电位滴定法测定外加酸或碱对不同配比同一种缓冲溶液的滴定曲线,不仅有助于理解缓溶液及缓冲容量的概念而且对分析测试中正确选缓冲溶液的配制方法及用量具有指导意义。[3]
采用电位滴定法测定缓冲溶液的滴定曲线,选择 了常见的氨水-氯化铵缓冲溶液,分别按照不同的配比得到4种缓冲溶液,实验测定了强酸、强碱对缓冲 溶液的滴定曲线,滴定结果直观清晰,对理解缓冲容 量的概念及实践中缓冲溶液的选择有积极的意义。[3]
同时,我们人体的正常生理环境的维持离不开缓冲溶液,认识学习缓冲溶液有利于我们深入认识人体复杂化学反应的机制。缓冲溶液对维持着人体正常的血液p H范围。其中碳酸-碳酸氢钠是血浆中最主要的缓冲对,此对缓冲机制与肺的呼吸功能及肾的排泄和重吸收功能密切相关。正常人体代谢产生的二氧化碳进入血液后与水结合成碳酸,碳酸与血浆中的碳酸氢根离子—组成共轭酸碱对,所以缓冲溶液在医学检验中有着重要的意义
硼酸盐:硼酸盐与许多化合物形成复盐、如蔗糖。
柠檬酸盐:柠檬酸盐离子容易与钙结合,所以存在有钙离子的情况下不能使用。
磷酸盐:在有些实验,它是酶的抑止剂或甚至是一个代谢物,重金属易以磷酸盐的形式从溶液中沉淀出来。而且它在pH7.5以上时缓冲能力很小。
三羟甲基氨基甲烷它可以和重金属一起作用,但在有些系统中也起抑制作用。其主要缺点时温度效应。这点往往被忽视,在室温pH是7.8的Tris缓冲液,4℃时是8.4,37℃时是7.4,因此,4℃配制的缓冲液在37℃进行测量时,其氢离子浓度就增加了10倍。在pH7.5以下,其缓冲能力极为不理想。
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