10倍PBSを希釈するとPHが変わります

質問

10倍PBS（KCl,NaCl,K2H2PO4,Na2HPO4)を作成し、NaOHでPH7.4に合わせ、これを超純水で1倍に希釈したところ、PHが8.00になりました。
どうしてでしょうか？
詳しい化学反応式などわかりましたら、あわせて教えてください。

回答No.6

morinorisusan · ベストアンサー

(化学よりも生物学の方がよいような気がしますが…)

PBSは、実験書等で示された試薬を指示どおり測りとるとNaOH等で調整しなくともpHが7.4付近になるはずです。「pHが7.4付近であることを『確認』します」と書かれた実験書は見たことがありますが、「pHを7.4に『調整』します」と書かれた実験書を見たことはありません。

また、リン酸緩衝液系はリン酸濃度によりpHが大きく変わりますので、10×PBS自身はpH 7.4になりません。10×PBSのpHをNaOHで7.4に合わすということは、「1倍に戻したときにpH 7.4になるものにNaOHを加える」という操作を行ったことになります。

したがって、「NaOHでpH 7.4に調整された10×PBS」を10倍希釈すると、本来pH 7.4になるはずの溶液にNaOHを加えたことになりますので、pHは7.4より上昇すると考えられます。

お礼

なるほど。ありがとうございます。大変参考になりました。

回答No.8

morinorisusan

6です。

pHメーターは問題ないと考えられます。
なぜなら、回答3に対する補足で回答者さんが
> 10分の1量で試薬をはかり、1倍の溶液を作ったところ、
> NaOHで調整せずにPH7.4程度になりました。
と書かれているからです。

pH 9の標準液は比較的不安定ですが、pH 4, pH 7の標準液は、通常大きく狂うことはありません。

pHメーターがおかしいのであれば、質問者さんと同じpHメーターを使用している全ての方に深刻な影響が出ているはずです。

回答No.7

noname#21649

＞を使用したほうがいいのでしょうか？
無理に高価な試薬を使う必要はないです。
ご自身で試薬固体NaOH(800円/500g)を適当に溶かして使えば.ただ同然に使えるでしょう(薄め方はJIS K0102か K0101 あたりに)。
ご指摘の標準溶液と.容量分析用標準溶液の違いは重金属濃度が多いか少ないかです。

＞PHメーターに問題があるのかも
新品の電極は.対極が飽和カラメルならば.塩化カリの飽和溶液に.ガラス電極はイオン交換水か蒸留水(ほぼ毎日水を交換しないとほこりが入ってカビが生える)につけて１－２週間放置しておかないと.正しい値を示しません。
乾かしたらば.水に１－２週間つけおきしてください。

それから.標準溶液が狂いやすいのがあったので標準溶液の管理を注意してください。
６番の方のとおりとすると(私が普通使う濃度ではないため.多分６番の方が正しいでしょう).標準溶液が狂っている可能性があります。

お礼

本当にいろいろとありがとうございました。
実はＰＨメーターの電極は見た目に異変があったので交換ということになったのですが、新しいものが来たら水につけおきしてから使ってみます。

回答No.5

noname#21649

>1mol/mLの溶液状態で
1mol/Lの溶液と読み替えます(40g/1ccなんて溶けない)。このビンのどこかに「容量分析用」と書いてありませんか。書いてあれば.濃度を保証しているのは OH の方です。かなりの炭酸が入っているはずです。

空気中に１時間も開封して放置すると炭酸を吸ってしまうので.炭酸が口から入らないようにして「１回開封したらその日の内に使い切ること」というような(１回で使い切ることかも.しばらく使っていないので記憶があいまい)注意書きがあるはずなのですが。

お礼

すいません。打ち違えていました・・・。
今日見てみたのですが、ご指摘の通り、容量分析用と書いてありました！
開封したのはいつかわかりませんが、かなり前のようです。
ラベルを見てみたのですが、一回で使い切るという注意書きは書いていませんでした。これが原因でしょうか？
精密分析用などを使用したほうがいいのでしょうか？
もしかしたらPHメーターに問題があるのかもしれない（新品なのですが）ので、電極を交換してもらうことにしました。

回答No.4

noname#21649

へいこうしきは次のとおり。係数は適当に合わせてください。
H3PO3 ←→ H+ + H2PO3- ←→ 2H+ + HPO3-- ←→ 3H+ + PO3---
H2CO3(気体状態で溶液中に存在) ←→ H2CO3(水和状態で溶液中に存在) ←→H+ + CO3- ←→ 2H+ + CO3--
K1, β1,...等の数値は化学便覧で。

>炭酸ガス濃度を振るとはどういう意味な
H2CO3(気体状態で溶液中に存在)の濃度を変化させて計算することです。炭酸は0.1%くらい簡単に混ざりますから.全炭酸濃度を1%くらいから0%くらいまでの適当な濃度で平衡となるphを求めて.そのときの燐酸の平衡をあわせて計算して....をいくつか比較してみてください。

溶液調整直後にPH調整をして.放置してPHが変化したときに.PHの変化の範囲が8-6の間の場合は.炭酸濃度が高くて過飽和の状態に有ったか.空気中の炭酸を吸ったか.のどちらかです。アルカリ側に変化したことから.調整直後に過剰な炭酸が残っていて.時間とともにきさんし.PHがアルカリがわによったと考えられます。

原因は
H2CO3(気体状態で溶液中に存在) ←→ H2CO3(水和状態で溶液中に存在)
の平衡反応が極めて遅い(例.前日蓋を取りせいちしたビン入り炭酸飲料を翌日の朝振ると泡が出る)ので.この影響を受けてしまうのです。
もし大量の炭酸が含まれていると.炭酸ガスのきさんによってPHがアルカリに変化します。

＞専門は生物なので
＞NaOHでP
おそらくNaOHの高濃度水溶液を使ったものと思います。NaOH溶液の作り方を間違えていませんか。比較的簡単な作り方は.100mlのポリエチレン(必ずポリエチレン)狭口ビンに.10-20gくらいの特級NaHOと超純水を10mlくらい入れて密封し.流水(水道水を流れる状態にして)の中で冷却しながら拡販し.温度が下がるのを待ちます。２週間くらい放置して(Na2CO3等を)沈降分離し上澄みをNaOH飽和溶液として使います。
ところが水にソーダを直接溶かすなんてすると.水は普通炭酸ガスの飽和溶液ですから.炭酸が大量に入っているので.炭酸の影響を受けてしまいます。それからNaClもメーカーによって.大量の炭酸ソーダが入っている場合があります。

＞NaCl-40g,
も入れるのであれば.水にあらかじめ少量の濃塩酸を入れてPH4以下にしておけば炭酸が飛んでしまいます(大気中にきさん)ので炭酸の影響を除外できます(NaOHで中和するので)。
精度が必要ならば.入れた塩酸の分量を測っておいて.NaClに換算してその分NaClを減らすという方法もあります。
煮沸して炭酸を飛ばすよりも楽でしょう。

お礼

丁寧な回答ありがとうございます。
手元に化学便覧がないので、また後で計算をしてみたいと思います。
ただ、希釈は調整直後に行ったのですが、この場合でも炭酸ガスのきさんはおこるのでしょうか？
NaOHは1mol/mLの溶液状態で市販されているものを使用しました。

回答No.3

genomu

超純水で希釈してpHか変化するなんて考えられませんので（超純水が空気中の炭酸ガスを吸って酸性側になることは考えられてもアルカリ側になることは考えにくい）、超純水をが汚染していたか、はじめに測った溶液中に塩が溶け残っていたか、加えたアルカリが溶解する前にｐＨを測定してしまったとは考えられませんか？

補足

最初はそんな事があるはずないと思い、水道水で希釈してみたり（PH7.95）、超純水をもう一度取り直してみたり、水のPHを測ってみたり、瓶を洗浄してみたり、溶液を作りなおしてみたり、色々と試してみたのですが・・・。

＞塩が溶け残っていたか、加えたアルカリが溶解する前に
アルカリは溶液状態のものを使用しました。
濃度が濃いので、塩が溶けにくいことは確かです。一応、目で見て結晶が見えなくなるまで攪拌はしています。また最初に気づいたときに測定した溶液は３ヶ月ほど前に調整したものだったので、塩が微量とけ残っていても、その間に溶けてしまわないでしょうか？

ちなみに急いでいたため、10分の1量で試薬をはかり、1倍の溶液を作ったところ、NaOHで調整せずにPH7.4程度になりました。

回答No.2

noname#160321

済みません、一晩かけて計算してみましたが、出た結果は「変化無し」になっちゃった。(--;
活量係数が効いているのかも知れないので、１０倍ＰＢＳの各塩の初濃度（重量でも可）を教えてください。

補足

お返事ありがとうございます。
NaCl-40g,
KCl-1g,
Na2HPO4(12水和物)-14.4g,
KH2PO4-1g,
これを超純水で全量500ｍLとしました。
宜しくお願いします。

回答No.1

noname#21649

K2H2PO4,Na2HPO4
より.燐酸緩衝液ですから.燐酸のさんかいり定数で計算して.そのときの炭酸ガス濃度をちょっと振ってみてください。運が良ければ説明できます(私が関係した内容と一部条件が異なるので...)。

補足

お返事ありがとうございます。
すいません、どちらというと専門は生物なので、計算方法がわかりません。
よろしければ、計算式および化学反応式を教えていただけないでしょうか？あと、炭酸ガス濃度を振るとはどういう意味なのでしょうか・・・。(申し訳ないです(;^。^A
お手数ですが、よろしくお願いします。