Une solution tampon, constituée «d'acide faible et de sa base conjuguée» ou «de base faible et de son acide conjugué», peut ralentir le changement de pH lors de l'ajout d'une certaine quantité d'autres substances. L'une des solutions tampons les plus couramment utilisées dans les expériences biologiques est le PBS, qui est composé de paires de tampons Na2HPO4 et KH2PO4 et a une forte capacité tampon dans la gamme de pH de 5.8 à 8.0.
Afin de garantir que la solution tampon a une capacité de mise en mémoire tampon suffisante, lors de la préparation de la solution tampon, il convient de procéder comme suit:
Pour atteindre un rapport de concentration de la paire acide-base conjuguée proche de 1, une paire tampon appropriée doit être sélectionnée en fonction de la plage de pH qui doit être maintenue, et le pKa de l'acide faible dans la paire tampon doit être égal ou proche du pH requis.
Par exemple, si une solution tampon avec un pH de 7.0 est nécessaire dans un milieu de culture biologique, h2PO4-et HPO42-peuvent être sélectionnés comme paires de tampons appropriées que H2PO4- a un pKa2 de 7.21. Si une solution tampon avec un pH de 9.0 est nécessaire, NH3 · H2O-NH4Cl paire tampon (pKa(NH4 ) = 9.25) peut être sélectionnée.
On peut voir que le pKa de l'acide faible est la base principale pour sélectionner une solution tampon. Le tableau répertorie plusieurs solutions tampons couramment utilisées.
L'acide couramment utilisé comme solution tampon est constitué d'un acide faible et de son sel d'acide conjugué, qui a un effet tampon. Les systèmes tampons communs sont:
Un acide faible et son sel (tel que HAc-NaAc)
Une base faible et son sel (NH3 · H2O-NH4Cl)
La solution aqueuse composée du sel d'acide d'un acide multi-faible et de son sel secondaire correspondant (tel que NaH2PO4-Na2HPO4).
Sels d'électrolyte tamponnés, Tels que le système Tris (tris (hydroxyméthyl) aminométhane), le carbonate, l'acide citrique, l'acide phosphorique, l'acide acétique et l'acide barbiturique, sont généralement utilisés comme solutions tampons dans le domaine des produits biologiques.
Lors du choix d'un système tampon dans des expériences biochimiques ou des travaux de recherche, il doit être soigneusement sélectionné car parfois le facteur qui affecte les résultats expérimentaux n'est pas la valeur du pH de la solution tampon, mais une sorte d'ion dans la solution tampon. Les agents tampons tels que le borate, le citrate, le phosphate et le Tris peuvent tous provoquer des réactions chimiques indésirables.
Borate: Le borate forme des sels complexes avec de nombreux composés, tels que le saccharose.
Citrate: les ions citrate ont tendance à se lier au calcium, il ne peut donc pas être utilisé en présence d'ions calcium.
Phosphate: C'est un inhibiteur enzymatique ou même un métabolite dans certaines expériences, et les métaux lourds peuvent facilement précipiter de la solution sous forme de phosphate. Et sa capacité tampon est très faible au-dessus du pH 7.5.
Le rôle d'une solution tampon, y comprisTampon tris trométhamine, Consiste à ajuster le pH de la solution dans une plage limitée, de sorte que l'acidité de la solution d'échantillon réponde à la plage spécifiée par la méthode d'analyse. Par exemple, le phénol peut réagir avec la 4-aminodiphénylamine pour former de l'azodye rouge orange en présence d'un milieu alcalin et d'un cyanure de fer, et un pH de 10.0 ± 0.2 est le plus approprié pour empêcher l'interférence de l'amine aromatique. Par conséquent, une solution tampon est ajoutée à la solution d'échantillon pour ajuster et contrôler le pH de la solution d'échantillon à 10.0 ± 0.2.
Dans les travaux pratiques, certains analystes, en raison de leur manque de compréhension du mécanisme de solution tampon, utiliser des solutions d'acide fort ou de base fortes telles que l'acide chlorhydrique ou l'hydroxyde de sodium pour ajuster le pH de la solution tampon à la valeur requise lorsque la solution tampon préparée et utilisée ne correspond pas à la valeur spécifiée, Pensant que cela peut rapidement amener la solution tampon à la valeur de pH souhaitée. Cependant, le résultat est exactement le contraire-bien que la valeur du pH de la solution soit ajustée correctement, son système tampon est détruit et il perd son effet tampon.
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