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    缓冲溶液作用原理、pH值和应用

    发布时间: 2022-05-13  点击次数: 31次

    缓冲溶液作用原理、pH值和应用

        缓冲溶液(Buffer Solution)是一种能在加入少量酸或碱和水时大大减低pH变动的溶液。


        缓冲溶液(Buffer Solution)是一种能在加入少量酸或碱和水时大大减低pH变动的溶液。pH缓冲系统对维持生物的正常pH值和正常生理环境起到重要作用。多数细胞仅能在很窄的pH范围内进行活动,而且需要有缓冲体系来抵抗在代谢过程中出现的pH变化。在生物体中有三种主要的pH缓冲体系,它们是蛋白质缓冲系统、重碳酸盐缓冲系统以及磷酸盐缓冲系统。每种缓冲体系所占的分量在各类细胞和器官中是不同的。
        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。

         一、缓冲溶液作用原理和pH值:
        1、当往某些溶液中加入一定量的酸和碱时,有阻碍溶液pH变化的作用,称为缓冲作用,这样的溶液叫做缓冲溶液。弱酸及其盐的混合溶液(如HAc与NaAc),弱碱及其盐的混合溶液(如NH3·H2O与NH4Cl)等都是缓冲溶液。 
        2、由弱酸HA及其盐NaA所组成的缓冲溶液对酸的缓冲作用,是由于溶液中存在足够量的碱A-的缘故。当向这种溶液中加入一定量的强酸时,H 离子基本上被A-离子消耗: 所以溶液的pH值几乎不变;当加入一定量强碱时,溶液中存在的弱酸HA消耗OH-离子而阻碍pH的变化。

        二、缓冲溶液的配制和应用:
        为了配制一定pH的缓冲溶液,首先选定一个弱酸,它的pKaφ尽可能接近所需配制的缓冲溶液的pH值,然后计算酸与碱的浓度比,根据此浓度比便可配制所需缓冲溶液。
        以上主要以弱酸及其盐组成的缓冲溶液为例说明它的作用原理、pH计算和配制方法。对于弱碱及其盐组成的缓冲溶液可采用相同的方法。
    缓冲溶液在物质分离和成分分析等方面应用广泛,如鉴定Mg2 离子时,可用下面的反应:
    白色磷酸铵镁沉淀溶于酸,故反应需在碱性溶液中进行,但碱性太强,可能生成白色Mg(OH)2沉淀,所以反应的pH值需控制在一定范围内,因此利用NH3·H2O和NH4Cl组成的缓冲溶液,保持溶液的pH值条件下,进行上述反应。因为反应产物的浓度的变换会改变ph值,而很多蛋白等对pH变化敏感,因此需要使用各种缓冲液来避免pH值的变化。

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