リン酸緩衝液の理論について

質問

過去の質問を見ても皆目検討できないので、よろしくお願いします。
H3PO4 pKa 2.12
H2PO4 pKa 7.21
H PO4 pKa 12.32 を参考に計算してます

１．リン酸緩衝液を作る塩について
NaH2PO4とKH2PO4を使う文献を見たのですが、
NaH2PO4とNa2HPO4を使ったレシピも見ます。違いはなんでしょうか？
（H3PO4の解離がpKa2.12 H2PO4の解離がpKa7.21となっているので、下のほうのレシピはよりアルカリ側で緩衝作用を期待するときの緩衝液なのでしょうか？
そもそも上の方のレシピは緩衝液なのでしょうか？
下の方のレシピは一塩基酸とその二塩基として、弱酸とその塩基対という定義を守ってますが、
上の方のレシピは一塩基酸と一塩基酸として、同じ条件の塩基で対になっていない気が・・）

２．リン酸の解離の程度は？
NaH2PO4・2H2O (二水和物）　FW 156.01 2.8g
H3PO4 (1.685g/cm^3) FW 98.00 　 　　　 0.6ml
DDW（メスアップ）　　　　　　　　　　　　　　　１L
を混ぜると　pH 2.5 25mM　になると記述を見つけたのですが？
（すみません。リン酸の％を忘れてしまいました・・・・
関東化学やシグマを見る限り８５％のが多そうですが）
Henderson-Hasselbalch式に当てはめると
pH = pKa + log( [H2PO4] / [H3PO4] )で
[H3PO4]が7.48mM　くらいになってれば
pH と mM は上記 pH 2.5 25mM　になりそうなのですが、
H3PO4は強酸ですべて解離して存在していないということには、ならないのでしょうか？

３．このレシピのpHとmMは？
NaH2PO4・2H20 (ニ水和物）　1.96ｇ
KH2PO4 　　　　　　　　　　2.16ｇ
DDW 　　　　　　　　　1L
のpHとmMがわかりません。
１＆２の質問と同様に緩衝液か弱酸かも理解してない状況です。
緩衝液としてHenderson-Hasselbalch式に当てはめ
pH = pKa + log( [H2PO4] / [H3PO4]　）
として計算するのでしょうか？
それとも、弱酸の塩基として
[OH]^2 = Kw/Ka*[H2PO4]
から導きだすのでしょうか？

長くなりましたが、よろしくお願いします。

回答No.1

noname#160321 · ベストアンサー

１.
>NaH2PO4とKH2PO4を使う文献を見たのですが、…
書き写しミスではないでしょうか、同じ二水素塩を使う意味が分かりません。
書き写しミスだとして。物の本によると、以前はNa2HPO4の結晶の水和度が安定しなかったため定量性の良いKH2PO4を使用した、とのことです。現在はナトリウム塩の水和度の正確なものがあるためカリウム塩を使用する必要がなくなりました。カリウムとナトリウムが存在すると生化学などの場合解釈が複雑になるので問題視されます。
２.
>H3PO4は強酸ですべて解離して存在していないということには…
他の部分についてははっきりと申し上げられませんが、リン酸は強酸とは言いがたいと思います。
硫酸のpＫa2：1.9 なのでそれと比べたら「弱酸」ではないと思いますが。
３.略。
再度緩衝液の調製法のサイトを探してJavaアプレットなどを使用して算出することをお薦めします。専門で緩衝液を利用するなら、専門書で勉強なさって下さい。

回答No.2

nious

(1)上の方はだいたいpH≒(pK1+pK2)/2≒4.7程度の溶液で緩衝作用は殆どありません。
しかし極端に濃度を変化させない限りは、
濃度に関わらずこのpHを維持する性質があります。
下の方はだいたいpH≒pK2=7.2位の緩衝溶液を調整する場合の組み合わせですね。

(2)リン酸化学種の分析濃度が25mMとして大雑把に計算すると、
リン酸の約28%が解離してpH=2.7になると思います。

(3)分析濃度を求めると28mMとそれ程薄くないから、
(1)と同じでpH≒4.7程度でしょう。

おしまい。