Температурна залежність pH для буферних розчинів є важливим аспектом у хімічних і біологічних процесах, оскільки pH розчину може змінюватися з підвищенням або зниженням температури. В результаті змінюється активність іонів водню, що в свою чергу впливає на ефективність буферних систем.
Зміна pH з температурою
Зі збільшенням температури, pH зазвичай зменшується, оскільки вода розщеплюється на більше число іонів водню (H⁺) і гідроксильних іонів (OH⁻), що підвищує їх концентрацію в розчині.
| Буфер: | pKa/20oC | delta pKa/10oC |
| MES | 6.15 | -0.110 |
| ADA | 6.60 | -0.110 |
| PIPES | 6.80 | -0.085 |
| ACES | 6.90 | -0.200 |
| BES | 7.15 | -0.160 |
| MOPS | 7.20 | -0.013 |
| TES | 7.50 | -0.200 |
| HEPES | 7.55 | -0.140 |
| Трицин | 8.15 | -0.210 |
| Tris | 8.30 | -0.310 |
| Біцин | 8.35 | -0.180 |
| Гліцилгліцин | 8.40 | -0.280 |
Температурна залежність для поширених буферів
- Ацетатний буфер (ацетат натрію + оцтова кислота)
- Температурна залежність pH: З підвищенням температури pH ацетатного буфера зменшується.
- Приклад: Для ацетатного буфера з pH 4,76 при 25°C, при 37°C pH може знизитися до ~4,70.
- Фосфатний буфер (дігідрофосфат натрію + моногідрофосфат натрію)
- Температурна залежність pH: Фосфатний буфер має помірну залежність pH від температури. Зазвичай pH фосфатного буфера зменшується при підвищенні температури.
- Приклад: Для фосфатного буфера з pH 7,4 при 25°C, при 37°C pH може знизитися до ~7,2.
- Бікарбонатний буфер (натрієва сіль бікарбонатної кислоти + вуглекислий газ)
- Температурна залежність pH: Бікарбонатний буфер має значну температурну залежність, оскільки вуглекислий газ частково розчиняється в воді, що змінюється при зміні температури.
- Приклад: pH бікарбонатного буфера при 25°C може бути близько 7,4, а при 37°C він може знизитися до ~7,3.
- Амінокислотні буфери (наприклад, гліцин)
- Температурна залежність pH: Для амінокислотних буферів зміна температури також викликає зміщення pH вниз, хоча й менше виражене, ніж у кислотно-основних буферних системах.
- Приклад: Для буфера гліцину при pH 9,0 при 25°C, при 37°C pH може бути близько 8,8.
Загальні тенденції:
- Загальна тенденція: В загальному, з підвищенням температури, pH всіх буферних розчинів зменшується через збільшення концентрації іонів водню внаслідок підвищення дисоціації води.
- Буфери, що містять сильні кислоти чи основи (наприклад, ацетатний або фосфатний буфер) зазвичай мають більш виражену температурну залежність pH, ніж буфери, що містять слабкі кислоти чи основи.
Важливість температурної корекції:
При проведенні лабораторних вимірювань або контролі pH у різних сферах (наприклад, в біології, медицині, хімії) важливо враховувати температуру, оскільки pH може змінюватися навіть при незначних коливаннях температури. Тому для точних вимірювань часто використовують температурні компенсації або проводять вимірювання при стандартних температурних умовах (зазвичай 25°C).