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缓冲剂CAPS、Bicine、HEPES等的电位滴定

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缓冲剂CAPS、Bicine、HEPES等的电位滴定

2021/08/20 13:30
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缓冲剂含量的测定有许多方法,其中电位滴定法是比较简便快捷的一种。像强酸、强碱都是强电解质,在水溶液中完全电离,可直接通过酸碱滴定完成,但生物缓冲剂如CAPSBicineHEPES等,通常采用电位滴定浓度或含量。

缓冲剂为何需要电位滴定

缓冲剂都是具有两性的弱酸弱碱,在溶液中不能像强电解质一样完全电离,而且在滴定时它对pH变化还有缓冲作用,指示剂颜色的突变不明显,难以判断滴定终点,因此使用通过电位的变化来确定滴定终点的电位滴定法检测。该检测方法适合反应平衡常数小、滴定突跃不明显或试剂有色、呈现浑浊的情况。

缓冲剂电位滴定的试剂

大部分缓冲剂如CAPSBicineHEPES等都是一种有机弱酸(Tris除外),可以用氢氧化钠标准溶液(强电解质滴定,也有的用碳酸钠滴定,不过它是弱电解质。可先用一直浓度或含量的缓冲剂如CAPS标准溶液,用NaOH电位滴定,作出标准曲线,然后就可以进行未知浓度的CAPS测定了。

缓冲剂在溶液中是部分解离,解离程度可以通过平衡常数和加到溶液中的弱酸和强酸的量来计算,公式为pH=pKa+log[A]/[HA]),其中pKa为缓冲剂在该实验温度下的解离常数,[A]/[HA]为解离程度,以CAPS为例表示为CAPS阴离子与CAPS分子的比值。该方程在弱酸滴定的缓冲区很有作用,pKa是某溶液离子强度下是-logKa

 需注意的是,NAOH溶液时强碱,有强腐蚀作用,避免接触到手上或衣物上,而且它会腐蚀玻璃,玻璃仪器需及时清洗干净。另外一些缓冲剂可能不止一个突跃点,如PIPES有两个乙磺酸基团不是一元酸,CAPS的丙磺酸基团反应完毕后,继续滴加NaOH可能与CAPS上的氨基反应使电位变化。

缓冲剂的测定除了用电位滴定法之外,还经常用液相色谱法测定,比如德晟生产的Tris缓冲剂,实验室是采用HPLC法来测定其主含量。当然不同的测定方法有着各自的优势,不同的缓冲剂液可能用不同的检测方法测定。

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