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        緩沖溶液作用原理、pH值和應用

        發布時間: 2022-05-13  點擊次數: 106次

        緩沖溶液作用原理、pH值和應用

            緩沖溶液(Buffer Solution)是一種能在加入少量酸或堿和水時大大減低pH變動的溶液。


            緩沖溶液(Buffer Solution)是一種能在加入少量酸或堿和水時大大減低pH變動的溶液。pH緩沖系統對維持生物的正常pH值和正常生理環境起到重要作用。多數細胞僅能在很窄的pH范圍內進行活動,而且需要有緩沖體系來抵抗在代謝過程中出現的pH變化。在生物體中有三種主要的pH緩沖體系,它們是蛋白質緩沖系統、重碳酸鹽緩沖系統以及磷酸鹽緩沖系統。每種緩沖體系所占的分量在各類細胞和器官中是不同的。
            在生化研究工作中,常常需要使用緩沖溶液來維持實驗體系的酸堿度。研究工作的溶液體系pH值的變化往往直接影響到研究工作的成效。如果“提取酶"實驗體系的pH值變動或大幅度變動,酶活性就會下降甚至完全喪失。所以配制緩沖溶液是一個不可或缺的關鍵步驟。

             一、緩沖溶液作用原理和pH值:
            1、當往某些溶液中加入一定量的酸和堿時,有阻礙溶液pH變化的作用,稱為緩沖作用,這樣的溶液叫做緩沖溶液。弱酸及其鹽的混合溶液(如HAc與NaAc),弱堿及其鹽的混合溶液(如NH3·H2O與NH4Cl)等都是緩沖溶液。 
            2、由弱酸HA及其鹽NaA所組成的緩沖溶液對酸的緩沖作用,是由于溶液中存在足夠量的堿A-的緣故。當向這種溶液中加入一定量的強酸時,H 離子基本上被A-離子消耗: 所以溶液的pH值幾乎不變;當加入一定量強堿時,溶液中存在的弱酸HA消耗OH-離子而阻礙pH的變化。

            二、緩沖溶液的配制和應用:
            為了配制一定pH的緩沖溶液,首先選定一個弱酸,它的pKaφ盡可能接近所需配制的緩沖溶液的pH值,然后計算酸與堿的濃度比,根據此濃度比便可配制所需緩沖溶液。
            以上主要以弱酸及其鹽組成的緩沖溶液為例說明它的作用原理、pH計算和配制方法。對于弱堿及其鹽組成的緩沖溶液可采用相同的方法。
        緩沖溶液在物質分離和成分分析等方面應用廣泛,如鑒定Mg2 離子時,可用下面的反應:
        白色磷酸銨鎂沉淀溶于酸,故反應需在堿性溶液中進行,但堿性太強,可能生成白色Mg(OH)2沉淀,所以反應的pH值需控制在一定范圍內,因此利用NH3·H2O和NH4Cl組成的緩沖溶液,保持溶液的pH值條件下,進行上述反應。因為反應產物的濃度的變換會改變ph值,而很多蛋白等對pH變化敏感,因此需要使用各種緩沖液來避免pH值的變化。

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