버퍼

Buffers
Lab Manual
Chemistry
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Lab Manual Chemistry
Buffers
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08:13 min
March 26, 2020

Learning Objectives

버퍼란 무엇입니까?

완충액은 첨가된 산 또는 염기의 양이 용액의 완충 용량 내에 있는 한 강산 또는 강염기의 첨가에 관계없이 일정한 pH를 유지하는 용액입니다.

버퍼의 필수 구성 요소는 무엇입니까?

완충액은 약한 산 또는 약한 염기의 공액 산 또는 염기 쌍을 포함해야 합니다.

일반적인 이온 효과는 무엇입니까?

일반적인 이온 효과는 주어진 이온이 이미 주어진 이온을 포함하는 평형 상태의 혼합물에 추가되는 경우입니다. 이것은 평형이 더 많은 이온을 형성하는 것에서 멀어지게 합니다.

헨더슨-하셀발치 방정식은 무엇에 사용됩니까?

Henderson-Hasselbalch 방정식은 pKa와 산 대 켤레 염기 비율을 사용하여 pH를 계산하는 데 사용됩니다. 이 방정식은 완충된 용액의 pH를 계산하거나 특정 pH 값에서 완충액을 준비하는 데 필요한 접합체 산 또는 염기의 양을 결정하는 데 사용할 수 있습니다.

버퍼 용량은 얼마입니까?

완충 용량은 pH 변화에 저항하는 완충액의 능력을 측정한 것입니다. 산 또는 염기의 농도가 완충 성분의 농도보다 낮으면 pH 값은 급격한 변화에 저항합니다. 이러한 농도를 초과하면 용액의 완충 효과가 더 이상 작동하지 않아 pH가 급격히 변합니다.

List of Materials

  • 랩 스탠드
    5
  • 온도계 클램프
    5
  • pH 4.00 교정 버퍼
    5
  • pH 7.00 교정 버퍼
    5
  • 휴대용 데이터 수집 장치
    5
  • UV-Vis 분광 광도계 부착
    5
  • pH 프로브 부착
    5
  • 플래시 드라이브
    5
  • 10mL 유리 눈금 실린더
    10
  • 50-mL 유리 눈금 실린더
    5
  • 100mL 유리 비커
    10
  • 400mL 유리 비커
    10
  • 25mL 유리 비커
    5
  • 캡이 있는 1.5mL 큐벳
    50
  • 작은 시계 유리
    5
  • 250mL 플라스틱 세척 병
    5
  • 캡이 있는 250mL 폴리에틸렌 병
    5
  • 70mm 긴 줄기 깔때기
    5
  • 베이스 저항 긴 집게
    5
  • 일회용 플라스틱 피펫
    -1 실험실 크기에 따라 다름
  • 교반 플레이트
    5
  • 중간 교반 막대
    5
  • NaOH
    5 g
  • 뉴트럴 레드
    2 mg
  • 리보플라빈 결합 단백질
    200 mg
  • 무수 NaH2PO4
    10 g
  • 5-mL 시험관
    6
  • 20-mL 유리 또는 캡이 있는 폴리에틸렌 바이알
    5
  • 125-mL 유리 삼각 플라스크
    1
  • 100-mL 유리 눈금 실린더
    1
  • 125-mL 폴리에틸렌 병
    8
  • 100mL 폴리에틸렌 병
    1
  • 25-mL 유리 눈금 실린더
    1
  • 자석 지팡이
    1
  • 10mL 유리 부피 플라스크
    1
  • 100mL 유리 부피 플라스크
    1
  • 마이크로 교반 막대
    1
  • 소형 시험관 랙
    1
  • 실험실 주걱
    -1 실험실 크기에 따라 다름
  • 분석 저울(최소 1)
    -1 실험실 크기에 따라 다름
  • 계량지
    -1 실험실 크기에 따라 다름
  • 탈이온수
    -1 실험실 크기에 따라 다름
  • 플라스틱 파라핀 필름
    -1 실험실 크기에 따라 다름
  • 팁이 있는 1mL 마이크로피펫(+버퍼의 경우 +8)
    5
  • 팁이 있는 200μL 피펫
    5
  • 실험실 테이프
    5 roll
  • 실험실 물티슈
    5 box
  • 50mM NaOAc 완충액, pH 5.0
    50 mL
  • 50mM NaOAc 완충액, pH 5.5
    50 mL
  • 50mM NaOAc 완충액, pH 6.0
    50 mL
  • 50-mM NaH2PO4 버퍼, pH 6.5
    50 mL
  • 50mM Tris-HCl 버퍼, pH 7.5
    50 mL
  • 50mM Tris-HCl 버퍼, pH 8.0
    50 mL
  • 50mM Tris-HCl 버퍼, pH 8.5
    50 mL
  • 25-mM Na2HPO4 버퍼, pH 11
    50 mL

Lab Prep

출처: Smaa Koraym at Johns Hopkins University, MD, USA

  1. 확장

    여기에서는 10명의 학생이 짝을 지어 작업하는 실험실 준비 과정을 보여주며, 약간의 과잉이 있습니다. 필요에 따라 수량을 조정하십시오.

      < 데이터 하위 메모 항목 = "1-2">
      이 실험실 실험을 설정하려면 실험실 가운, 화학 물질 스플래시 고글, 장갑 등 적절한 개인 보호 장비를 착용하십시오. 이 실험실을 위한 모든 솔루션은 화학 흄 후드에서 준비해야 합니다.
    • 100mL의 1M NaOH 용액을 준비합니다. 메모: NaOH는 부식성이 강하므로 취급 시 주의하십시오.
    • 4g의 고체 NaOH를 측정하고 125mL 삼각 플라스크에 붓습니다. 그런 다음 플라스크에 탈이온수 50mL를 추가합니다. NaOH를 용해시키기 위해 교반 플레이트에 혼합물을 저어줍니다.
    • < 데이터 하위 노트 항목 = "1-5">
      100mL 폴리에틸렌 병에 '1M NaOH'라는 라벨을 붙입니다. NaOH가 용해되고 용액이 균질하게 나타나면 탈이온수 50mL를 더 첨가합니다. 그런 다음 교반 막대를 꺼내 용액을 라벨이 표시된 병에 옮깁니다. 뚜껑이 있는 병을 강사의 후드 뒤쪽에 놓습니다.
    • 탈이온수에 중성 적색 용액 10mL를 준비합니다. 10mL 부피 플라스크에 1.6172mg의 중성 빨간색을 측정합니다.
    • < 데이터 하위 노트 항목 = "1-7">
      피펫을 사용하여 플라스크에 약 2/3를 탈이온수로 채웁니다. 플라스크를 플라스틱 파라핀 필름으로 덮고 중성 빨간색이 용해될 때까지 혼합물을 교반합니다. 그런 다음 필름을 제거하고 표시된 선까지 플라스크를 채웁니다. 플라스크에 마이크로 교반 막대를 놓고 용액이 균일하게 나타날 때까지 저어줍니다.
      < 데이터 - 하위 메모 - 항목 = "1-8">
      20mL 바이알에 '0.56 mM neutral red'라는 라벨을 붙이고 용액을 바이알에 옮깁니다. 바이알의 뚜껑을 닫고 냉장고에 보관하십시오.
      < 데이터 하위 노트 항목 = "1-9">
      단백질 198mg의 무게를 잰 것부터 시작하여 같은 방식으로 리보플라빈 결합 단백질의 0.66mM 용액 10mL를 준비합니다. 라벨이 붙은 20mL 바이알에 용액을 옮기고 냉장고에 보관합니다.
    • 버퍼 세트를 준비하거나 얻습니다. 여기에서는 100mL의 50mM pH 6.5 인산나트륨 완충액을 1M NaOH로 예로 조정하여 제조하는 방법을 설명합니다.
    • < 데이터 하위 노트 항목 = "1-11">
      0.5995g의 무수 인산일나트륨을 125mL 삼각 플라스크에 넣습니다. 플라스크에 탈이온수 80mL를 넣고 혼합물을 저어주기 시작합니다.
      < 데이터 - 하위 메모 - 항목 = "1-12">
      혼합물이 교반하는 동안 디지털 pH 측정기를 켜고 보정합니다.
      < 데이터 하위 메모 항목 = "1-13">
      소금이 용해되고 용액이 균질한 것처럼 보이면 clamp pH 센서를 버퍼에 넣고 판독값이 안정화될 때까지 기다립니다.
      < 데이터 하위 노트 항목 = "1-14">
      1M NaOH 용액이 실온으로 냉각되었는지 확인합니다. 그런 다음 완충액이 pH 6.5에 도달할 때까지 pH가 안정화되도록 잠시 멈춰 교반 완충 용액에 NaOH를 천천히 첨가합니다. 이것은 1 또는 2 mL의 NaOH만 섭취할 수 있습니다. 그런 다음 교반 모터를 끄고 pH 프로브를 헹구고 교반 막대를 회수합니다.
      < 데이터 하위 노트 항목 = "1-15">
      pH 조정 버퍼를 깨끗한 100mL 용량 플라스크에 붓고 탈이온수로 용액을 100mL 표시까지 가져옵니다. 플라스크를 플라스틱 파라핀 필름으로 밀봉하고 용액이 균일하게 나타날 때까지 뒤집습니다.
    • 깨끗한 125mL 폴리에틸렌 병에 '50mM 인산일나트륨 완충액 pH 6.5'라는 라벨을 붙입니다. 용액을 병에 옮기고 뚜껑을 닫습니다. 강사의 후드에 버퍼를 보관하십시오.
    • < 데이터 하위 메모 항목 = "1-17">
      pH를 조정하기 위해 1M NaOH 또는 2M HCl을 적절하게 사용하여 유사한 방식으로 추가 버퍼를 준비합니다. 대략 동일한 이온 강도를 달성하기 위해 필요에 따라 완충액 농도를 변경합니다.
    • 완료되면 1M NaOH를 부식성 캐비닛에 보관하고 표준 절차에 따라 유리 제품과 장비를 청소한 다음 실험실 쓰레기통에 일회용 품목을 버리십시오.
  2. 확장
      < 데이터 하위 메모 항목 = "2-1">
      무수 인산일나트륨 용기를 분석 저울 영역으로 가져와 계량 종이, 실험실 물티슈 및 깨끗한 주걱이 충분한지 확인합니다.
    • 각 실험실 스테이션에 다음 실험실 장비 및 유리 제품을 배치하십시오(학생들이 짝을 지어 작업할 것을 권장합니다). 개 개 1개 개 개
      1 교반 플레이트
      온도계 클램프가 있는 1 실험실 스탠드
      1 pH meter
      1 휴대용 분광 광도계
      2 캘리브레이션 버퍼
      400mL 비커 2
      100mL 비커 2
      1 25mL 비커
      1 50mL 눈금 실린더
      2 10mL 눈금 실린더
      1 작은 시계 유리
      1 마그네틱 교반 막대
      1 퍼널
      1 집게
      1 플라스틱 세척 병
      1 250 또는 500mL 뚜껑이 있는 폴리에틸렌 병
      laboratory tape 1롤
      2 플라스틱 피펫
      1 라벨링 펜
      실험실용 물티슈 1상자
      팁이 있는 1mL 마이크로피펫
      팁이 있는 200μL 마이크로피펫 1
      캡이 있는 1.5mL 큐벳 10
    • < 데이터 하위 노트 항목 = "2-3">
      모든 사람이 쉽게 접근할 수 있도록 일회용 플라스틱 피펫을 추가로 준비하십시오.
      < 데이터 하위 노트 항목 = "2-4">
      완충액이 들어 있는 라벨이 붙은 병이나 플라스크를 중앙 영역에 놓습니다.
      < 데이터 하위 메모 항목 = "2-5">
      각 버퍼에 대해 1mL 마이크로피펫에 라벨을 붙이고 마이크로피펫을 해당 버퍼와 함께 파이펫 팁 상자와 함께 놓습니다.
    • 중성 적색 및 단백질 용액을 분배합니다. 5mL 시험관 3개를 '중성 적색'으로, 5mL 시험관 3개를 '리보플라빈 결합 단백질'로 표시합니다. 그런 다음 냉장고에서 중성 적색 용액과 리보플라빈 결합 단백질 바이알을 꺼내 적절하게 라벨링된 시험관에 약 2mL의 중성 적색 용액과 2mL의 리보플라빈 결합 단백질 용액을 넣습니다.
    • < 데이터 하위 노트 항목 = "2-7">
      학생 그룹이 시험관을 공유할 수 있도록 중성 적색 및 단백질 용액을 설정합니다.

Transcript