The effects of pressure on pH of Tris buffer in synthetic seawater
The effects of pressure on pH of Tris buffer in synthetic seawater
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压力对合成海水中 Tris 缓冲液 pH 值的影响
DOI：
10.1016/j.marchem.2016.11.002
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
3
通讯作者：
Johnson, Kenneth S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Takeshita, Yuichiro;Martz, Todd R.;Coletti, Luke J.;Dickson, Andrew G.;Jannasch, Hans W.;Johnson, Kenneth S.
摘要在人工海水介质中制备的等摩尔Tris（2-氨基-2-羟甲基-1，3-丙二醇）缓冲液是一种被广泛接受的海洋pH测量pH标准，但其pH随压力的变化在很大程度上是未知的。离解反应的体积变化（Δ V）可以用来估计压力对弱酸和弱碱离解常数的影响。在10 ° C至30° C之间使用电位法测定了盐度35的海水介质中Tris的Δ V（Δ V Tris Δ V）。该电位测定池由改良的耐高压离子敏感场效应晶体管pH传感器和直接暴露于溶液的氯离子选择性电极组成。在Tris缓冲液中测量之前，在HCl水溶液中定量压力对电位测定池的影响。实验测定的Δ V Tris Δ = 4.528+ 0.04912t，其中t是摄氏温度;所得拟合与测量不确定度范围内的实验数据一致，估计为0.9 cm− 3 mol− 1。使用这里给出的结果，在200 bar下，由于压力引起的Tris缓冲液的pH变化可以被限制为优于0.003，并且可以表示为：Δ pH Tris=− 4.528+ 0.04912 t P ln 10 RT.其中T是以开尔文为单位的温度，R是通用气体常数（83.145 cm 3 bar K− 1 mol− 1），P是以bar为单位的表压。平均而言，在200 bar压力下，Tris缓冲液的pH值变化约为-0.02。
Abstract Equimolar Tris (2-amino-2-hydroxymethyl-propane-1, 3-diol) buffer prepared in artificial seawater media is a widely accepted pH standard for oceanographic pH measurements, though its change in pH over pressure is largely unknown. The change in volume (Δ V) of dissociation reactions can be used to estimate the effects of pressure on the dissociation constant of weak acid and bases. The Δ V of Tris in seawater media of salinity 35 (Δ V Tris⁎) was determined between 10 and 30° C using potentiometry. The potentiometric cell consisted of a modified high pressure tolerant Ion Sensitive Field Effect Transistor pH sensor and a Chloride-Ion Selective Electrode directly exposed to solution. The effects of pressure on the potentiometric cell were quantified in aqueous HCl solution prior to measurements in Tris buffer. The experimentally determined Δ V Tris⁎ were fitted to the equation ΔV Tris⁎= 4.528+ 0.04912t where t is temperature in Celsius; the resultant fit agreed to experimental data within uncertainty of the measurements, which was estimated to be 0.9 cm− 3 mol− 1. Using the results presented here, change in pH of Tris buffer due to pressure can be constrained to better than 0.003 at 200 bar, and can be expressed as:∆ pH Tris=− 4.528+ 0.04912 t P ln 10 RT. where T is temperature in Kelvin, R is the universal gas constant (83.145 cm 3 bar K− 1 mol− 1), and P is gauge pressure in bar. On average, pH of Tris buffer changes by approximately− 0.02 at 200 bar.
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