[생화학] pH와 완충용액

소개

2020년 1학기 연세대학교 생화학 강의 레포트입니다. 용액을 제조하고 pH 미터기를 이용하여 측정하는 실험을 진행하였습니다.

목차

1. 실험 목적 및 원리
2. 시료, 시약 및 기구
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 고찰
6. 참고 문헌

본문내용

2주 차 실험은 용액을 제조하고 pH 미터기를 이용하여 측정하는 실험이다. 이 용액은 특히 완충용액이라는 점에서 특이점을 지닌다. 이번 실험을 통해 다양한 시약을 제조하고 예상 pH 값을 구하는 방법을 익힐 수 있고, pH 미터기를 사용하는 방법을 익힐 수 있다. 또한, DNA 전기영동을 위한 TAE buffer, ELISA, Western blot 등과 같은 실험에 많이 이용되는 Tris buffer를 제작해봄으로써 완충을 더욱 잘 이해할 수 있다.
생물체 내의 다양한 생화학 반응들은 모두 체내의 수용액에서 일어난다. 포유동물은 몸의 70~80% 정도가 물로 이루어져 있다고 알려져 있다. 체내의 수용액은 일정한 pH를 유지하지 않으면 대사작용이 흐트러지기 때문에, 다양한 용질들이 체내에 들어와도 pH 값이 크게 변화해서는 안 된다. 예를 들어서 혈액의 pH는 약 7.40인데, 이 이하로 크게 떨어지면 산독증 상태에 이르게 되어 호흡곤란, 기침 등이 발생하다가 신경계가 둔화하며 심각한 경우 혼수상태가 발생한다. 반대로 7.40보다 높아지면 알칼리독증이 발생해 산독증의 반대증상, 즉 신경계의 초긴장 상태, 근육 경화, 경련 등이 발생할 수 있다. 이렇게 체내의 급격한 pH 변화는 인간의 대사 작용에 큰 영향을 미치기 때문에, 체내의 급격한 pH 변화를 방지하기 위한 장치로 완충용액이 존재한다. 이처럼 체내에서 중요한 pH부터, 완충용액까지 이번 실험에서 알아보았다.
이론적으로 pH가 무엇인지 알기 위해서 우리는 산과 염기가 무엇인지를 알아야 한다. 산이란 H+를 주는 물질이며, 염기는 H+를 받는 물질이다. 수용액에서는 수소이온을 내는 물질은 산으로, 수산화 이온을 내는 물질은 염기로 정의한다. 예를 들어 HA라는 물질은 수용액에서 H+와 A-로 해리될 수 있는데, 이때 H+를 내기 때문에 산이다. 반면에 BOH라는 물질은 수용액에서 B+ 와 OH-로 해리되고, 이때 OH-를 내기 때문에 염기이다.

참고자료

· Campbell, Reece 저(2016), Campbell Biology 10th Edition, Pearson Education
· Deborah T. Goldberg(2017), Barron’s AP Biology, Barron’s Educational Series
· 블로그 http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=selrim11&logNo=50022547265