缓冲溶液(Buffer)
缓冲溶液,是由弱酸及其盐、弱碱及其盐组成的混合溶液,能够在一定程度上抵消、减轻外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响,从而保持溶液的pH值相对稳定。这一概念在无机化学及分析化学中占据重要地位,其定义源于溶液对酸碱变化的缓冲能力,即在一定范围内,pH值不因稀释或外加少量的酸或碱而发生显著变化。缓冲溶液的pH值和缓冲容量依据共轭酸碱对及其物质的量的不同而有所差异。
在生化研究工作中,缓冲溶液的使用是维持实验体系酸碱度的关键。溶液体系pH值的变动往往直接影响到研究工作的成效。以“提取酶”实验为例,若实验体系的pH值发生变动或大幅度变动,酶活性就会下降甚至完全丧失。因此,配制缓冲溶液是实验中不可或缺的重要步骤,它对于保障实验结果的准确性和可靠性具有重要意义。
中文名 | 缓冲溶液 | 成 分 | 通常为弱酸和它的共轭碱 |
生物意义 | 维持生物的正常pH值和生理环境 | 作 用 | 降低pH变动幅度 |
缓冲原理假设缓冲溶液里含有弱酸 HA 以及它的共轭碱 A⁻。在溶液里发生的质子反应为:
HA+H2O⇌H3O++A−
C(H3O+)=C(HA)Kaθ(HA)/C(A−)
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,弱酸 HA 被中和,导致溶液中氢氧根离子(OH⁻)的浓度增加,而 H⁺ 的浓度减少。然而,由于 A⁻ 的浓度相对较大,其变化量较小,因此 A⁻ 与 H⁺ 的浓度比值几乎无变化。根据缓冲溶液的定义,水合氢离子的浓度变化很小。同理,加入少量强酸时,A⁻ 会与 H⁺ 结合生成 HA,从而减少 H⁺ 的浓度变化,维持溶液的 pH 值相对稳定。这种机制使得缓冲溶液能够在一定程度上抵消、减轻外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响,从而保持溶液的 pH 值相对稳定。
缓冲溶液的常见组成包括:
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弱酸和它的共轭碱的盐(例如:醋酸(HAc)和醋酸钠(NaAc))
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弱碱和它的共轭酸的盐(例如:氨水(NH3·H2O)和氯化铵(NH4Cl))
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多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐的水溶液(例如:磷酸二氢钠(NaH2PO4)和磷酸氢二钠(Na2HPO4))
生化实验室常用的缓冲体系主要包括磷酸、柠檬酸、碳酸、醋酸、巴比妥酸、Tris(三羟甲基氨基甲烷)等系统。在生化实验或研究工作中,需要慎重选择缓冲体系,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。例如,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。
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硼酸盐:硼酸盐可能与多种化合物形成复盐,如与蔗糖形成复盐。
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柠檬酸盐:柠檬酸盐离子容易与钙离子结合,因此在存在钙离子的情况下不宜使用。
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磷酸盐:在某些实验中,磷酸盐可能是酶的抑制剂或代谢物,重金属离子易于以磷酸盐的形式从溶液中沉淀出来。此外,磷酸盐在pH 7.5以上时缓冲能力较小。
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三羟甲基氨基甲烷(Tris):Tris可以与重金属离子相互作用,但在某些系统中也可能起抑制作用。其主要缺点是温度效应,这一点常被忽视。例如,在室温下pH为7.8的Tris缓冲液,在4℃时pH值为8.4,在37℃时pH值为7.4。因此,如果在4℃配制的缓冲液在37℃下进行测量,其氢离子浓度可能增加10倍。在pH 7.5以下,Tris的缓冲能力不理想。
名称 | 货号 | 规格 |
HBS-P 缓冲液 | BR100368 | EA |
TBS 缓冲液(10×) | abs9256-500ml | 500ml |
PBS缓冲液(10×) | abs961-500ml | 500ml |
ELISA包被缓冲液(1×,包被液) | abs9289-500ml | 500ml |