資料紹介
2006/10/03
実験題目：pH 緩衝液
実験者：windowsxp
目的・緒言：通常、緩衝系は弱酸とそれらの酸の混合したものである。一般的な緩衝系の
式は以下の通りである。
[
]
[ ]
HA
A
pK pH
-
+ = log （Henderson -Hasselbalch の式）
この等式は pK の値を中心にして、
[
]
[ ]
HA
A
-
log の値の範囲、つまり
-
A
、
HA
の濃度変化によ
って決定することを意味する。また、 pH が pK と等しいとき、
[
]
[
]
HA A =
- が成り立って
いるため緩衝能の 50％が消費されていることになる。図 1 は pK が 6.8のリン酸緩衝液に
対する Henderson -Hasselbalch の式を図形化したものである。図から緩衝剤が効果的に作
用する pH 範囲は 1
±
pK 程度と分かる。よって生体において最適な緩衝系は体液の pH 範
囲の中心近くに pK をもつべきである。すなわち pK は 6.4と 8.4の間にあるのが良い。
しかし重炭酸―炭酸系は pK が 6.1であるにもかかわらず、生体において重要な緩衝系の
１つである。実験を通じて単純な緩衝系である
-2
4 HPO ／
-
4 2PO H 系と比べながら重炭酸―
炭酸系の理解を深める。
- + - + «
2
4 4 2 HPO H PO H
[
]
[ ]
-
-
+ =
4 2
2
4 log
PO H
HPO
pK pH 8.6
=
pK
-
4 2PO H
-2
4 HPO
の割合 の割合
図 1.リン酸緩衝液の滴定曲線
材料：マグネチックスターラー、pH メーター、電子天秤、メスシリンダー、50ml ビーカ
ー、100ml ビーカー、マイクロピペット、NaCl、KCl、NaHCO 3、CaCl2、MgCl 2、グル
コース、5%CO 2/95%O 2 混合ガス、5Ｍ HCl
方法：
①下表にある細胞外液を模倣した組成を持つ溶液を 100ml 作製した。なお表の順に試薬を
調整した。作成後、 pH メーターで pH を測定した。
0 2 4 6 8 10 12 14
pH
100
100
0
0
塩基
の
添加
酸
の
添加
試薬 分子量（stock濃度）
ｍＭ 調整量
NaCl 58.44 115 672 mg
KCl 74.55 5 37 mg
NaHCO 3 84.01 25 210 mg
グルコース 180.16 10 180 mg
CaCl2 ( 1M ) 1 100μℓ
MgCl 2 ( 1M ) 1 100μℓ
②作製した溶液を 50ml とり軽く封をして、5%CO 2/95%O 2 混合ガスでバブリング（5 分以
上）した後 pH を測定した。
③さらに、最終濃度が 10mM になるように 5Ｍ HCl を 100μℓ 加え、10 分後 pH を測定
した。
結果：実験の pH 測定値と pH 理論値
※1）pH 測定値 ※2）pH 理論値
①作製した模倣細胞外液 8.0 －
②バブリング後 7.5 7.4
③HCl 滴下後 6.8 ※3）7.2 / 6.2
※1）使用した pH メーターの表示。
※2）有効数字 2 桁。
※3）開放系と仮定した値／閉鎖系と仮定した値
＜理論値算出＞
重炭酸―炭酸系
- + ® ® + ¾ ¾ ¬ ¾ ¾ ¬ + 3 3 2 2 2 HCO H CO
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2006/10/03
実験題目：pH 緩衝液
実験者：windowsxp
目的・緒言：通常、緩衝系は弱酸とそれらの酸の混合したものである。一般的な緩衝系の
式は以下の通りである。
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HA
A
pK pH
-
+ = log （Henderson -Hasselbalch の式）
この等式は pK の値を中心にして、
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HA
A
-
log の値の範囲、つまり
-
A
、
HA
の濃度変化によ
って決定することを意味する。また、 pH が pK と等しいとき、
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HA A =
- が成り立って
いるため緩衝能の 50％が消費されていることになる。図 1 は pK が 6.8のリン酸緩衝液に
対する Henderson -Hasselbalch の式を図形化したものである。図から緩衝剤が効果的に作
用する pH 範囲は 1
±
pK 程度と分かる。よって生体において最適な緩衝系は体液の pH 範
囲の中心近くに pK をもつべきである。すなわち pK は 6.4と 8.4の間にあるのが良い。
しかし重炭酸―炭酸系は pK が 6.1であ...
