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缓冲溶液的定义及来源
点击次数:956 发布时间:2017-11-29
 
  缓冲溶液的定义及来源
 
  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。
 
  水合氢离子的浓度取决于弱酸与其共轭碱的浓度比。当加入少量强碱时,酸被中和,导致了氢氧根离子在溶液中很少累积,从而的浓度增加,的浓度减少。可以看到,虽然加入了强碱,但是溶液里的氢氧根离子变化很少,同时,浓度较大,相对的变化小,两者比值几乎无变化,因此根据公式,水合氢离子的浓度变化很小。加入弱酸则是同样的道理。由于在大浓度基数上的微小变化不会改变比值,也因此维持了体系内氢离子和氢氧根离子浓度的平衡。[1]
 
  常见缓冲体系组成
 
  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。
 
  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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