pH調整を行う際、緩衝液は非常に重要な役割を果たします。特に、生化学や化学実験において、特定のpHを維持するために緩衝液が用いられます。今回は、NaH2PO4とNa2HPO4を使ってpH 7.4の緩衝液を調製する方法について、ヘンダーソン-ハッセルバルクの式を用いて計算する方法を解説します。
ヘンダーソン-ハッセルバルクの式とは？
ヘンダーソン-ハッセルバルクの式は、酸とその共役塩基を用いた緩衝液のpHを計算するために使われます。この式は次のように表されます。
pH = pKa + log([A-]/[HA])、ここで
問題設定とヘンダーソン-ハッセルバルクの式の適用
まず、与えられた情報を確認しましょう。問題では、pHが7.4、NaH2PO4のモル濃度が50 mMとされています。この条件で、Na2HPO4のモル濃度を求める必要があります。
ヘンダーソン-ハッセルバルクの式に基づいて、以下のように計算を行います。与えられた式 から、[Na2HPO4]と[NaH2PO4]の比率を求めることができます。 ヘンダーソン-ハッセルバルクの式において、pHと酸のモル濃度が与えられた状態で、次の手順で計算を行います。 1. 式をpH = 7.2 + log([Na2HPO4]/[NaH2PO4])に設定します。 2. pHが7.4であるため、式は7.4 = 7.2 + log([Na2HPO4]/50 mM)となります。 3. これを解くと、log([Na2HPO4]/50 mM) = 0.2 となり、[Na2HPO4]/50 mM = 10^0.2 です。 4. 計算の結果、[Na2HPO4]のモル濃度は約63.1 mMとなります。 これで、Na2HPO4のモル濃度が約63.1 mMであることがわかりました。実際に緩衝液を調製するためには、次の手順を踏みます。 1. NaH2PO4を50 mMの濃度に調整します。 2. Na2HPO4を63.1 mMの濃度に調整します。 3. 両者を混ぜて、最終的にpH 7.4になるように調整します。pHを測定し、必要に応じて微調整を行います。 NaH2PO4とNa2HPO4を用いてpH 7.4の緩衝液を調製するためには、ヘンダーソン-ハッセルバルクの式を活用して、適切なモル濃度比を計算することが重要です。今回の計算により、Na2HPO4のモル濃度が約63.1 mMであることがわかり、この値を用いて緩衝液を作成することができます。緩衝液の調製には精密な計算と調整が必要ですが、正確なpHを得るためには重要な手順です。計算手順
緩衝液の調製方法
まとめ
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