2025年6月21日 星期六

為什麼D5W比NS還要酸? -有機化學~

以前寫過一篇文章解釋0.9% NaCl理想上pH=7,但現實中pH=4.5-7的原因,小結論就是空氣中的CO2溶解進NS中,變成碳酸,所以才酸酸的。就算是純水,放在空氣中也會變成pH~5.6


同樣D5W會酸的原因也是CO2溶進去,但為何他的pH=3.2-6.5就是比NS更酸一些呢?

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首先CO2在水中的溶解率與溫度、壓力、離子有關,溫度越低、壓力越高CO2溶解越多,就像冰的氣泡水一樣。但與NS同樣都在室溫下D5W卻更酸?



l   另一個關鍵是離子的鹽析現象(salting out effect):當水溶液中有Na+Cl-等離子存在時,他們會用氫鍵把H2O拉走,減低溶質的水溶性。NS正是因為有鹽析現象,減少了CO2的溶解,所以比起純水或D5W ”沒有那麼酸D5W因為glucose不帶電,並非離子,無法產生氫鍵拉走水分子,所以CO2能更好的溶於水,故比NS還酸。

這篇1971年的研究也可發現,在同樣溫度下,溶液中氯濃度越高α(CO2溶解度)越低~

l   順帶一提,NaCl屬於強酸強鹼鹽,無法產生弱酸共軛鹼(或弱鹼共軛酸)緩衝溶液D5W也一樣,故兩者溶液若含有微量的酸性物質,其pH都會變化很大。相反的,LR或血漿含有弱酸或弱鹼可作為buffer,故pH不會太極端。

l   另一個理由是Glucose屬於還原糖,本身可以丟出電子氧化,並還原別人。經過高溫/高壓滅菌時,會加速氧化反應,反應後結構改變,變成hydroxymethylfurfural (HMF)formic acid(甲酸) levulinic acid(乙醯丙酸),造成溶液偏酸。而事實上pH降到~4時,糖分子最穩定,不再降解出這些XX

小結論
D5W
NS兩者都缺乏buffer穩定pH,且空氣中CO2都溶於水變碳酸。但D5W之所以比NS酸,因為缺乏離子,沒有鹽析,CO2溶解度較高。以及還原糖氧化成HMF、甲酸、乙醯丙酸。

 

l   同理推斷D50W,因為有更多的glucose氧化產生的酸性物質,所以比D5W更酸一點點 (pH ~4.24.3的差別)

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