(Last Updated On: September 10, 2020)

リン酸バッファのPKAは数式を使って計算することが可能です。 リン酸塩緩衝液は生化学の研究室で使用される重要な緩衝液系である。 リン酸塩緩衝液は、タンパク質や酵素を含む実験に不可欠である。 溶液のpHを維持し、pHの急激な変化も防ぎます。 したがって、リン酸塩緩衝液の調製とその作用について熟知しておく必要があります。

リン酸緩衝液のpKaの計算

リン酸緩衝液はリン酸二水素（H2PO4-）とリン酸水素（HPO4-2）という2成分からなるので、リン酸緩衝液の酸性定数と呼ぶ解離定数が存在するのですが、この酸性定数が、このリン酸緩衝液のpKaを表しています。 リン酸は3つのプロトン酸であるため、3つの酸性定数が存在する。 しかし、リン酸塩緩衝液のpKaで気になるのは、リン酸二水素（H2PO4-）の酸度定数である。 リン酸の酸性定数は、H3PO4 (), H2PO4- (）、HPO4-2（）

リン酸塩緩衝液はH2PO4-をHPO4-2にイオン化し、その逆の反応をすることが知られています。 したがって、酸性度定数K2を用いてpKa値を決定することになります。 pK1は酸性度定数の負の対数なので、pKaはlog(K2)またはlog(6.2*10-8)、つまり7.21となります。 弱酸・弱塩基の解離定数について詳しく知りたい方は、化学のリブレテキストのサイトをご覧ください。

したがって、リン酸緩衝液のpKa値は7.21となります。 これで、イオン強度が確定しているpH7.21±1のリン酸塩緩衝液を調製することができる。 緩衝液のpKaを知ることは、緩衝液調製の際に非常に重要です。

リン酸塩緩衝液の調製

ヘンダーソン・ハッセルバルクの式を用いると、目的のpHのリン酸塩緩衝液の各成分の必要濃度を計算することができます。 上で決めたpKa（7.21）と目的の溶液のpH（7.21±1でもよい）を入れるだけで、H2PO4-とHPO4-2の濃度を決めることができるのです。 個々の成分H2PO4-とHPO4-2の濃度は、以下に示すHenderson-Hasselbalch式という数式を使って簡単に計算できるんだ。 リン酸塩緩衝液の場合、H2PO4-が酸、HPO4-2.が塩です。

Henderson-Hasselbalch式を使って；リン酸塩緩衝液の必要な成分を計算することができます。また、必要であれば、オンラインのリン酸塩緩衝液計算機も使用できます。