主题：[请教一个化学问题]计算气体的摩尔数 -- 青方

真心求教一个普通的化学问题，一个封闭的玻璃管，容量是19ml，内含有5％ CO2，95% O2，在一个大气压下，温度37摄氏度，管里还有1 ml的缓冲液，液体里含24 mM的NaHCO3,pH 7.4，问这个管里有多少摩尔的CO2 ?

我早就不是高中生了！！！

我就完蛋了。亏我还是学化学的，而且是物化……

H2CO3=H+HCO3-

PH=PKA+LOG[HCO3]/H2CO3

PKA=6.33

7.4=6.33+LOG[HCO3]/H2CO3

[HCO3]=10[H2CO3], [H2CO3]=0.24mM in solution.

H2CO3=CO2+H2O [H2CO3]=0.24mM*1ml=CO2 MOLES IN SOLUTION.

然后用PV=nRT，计算气体的摩尔量，和溶液的相加就可得CO2的摩尔量了。

搞气体

2.取样,色谱分析

只算空气的CO2就可以了。

那1毫升的缓冲液应该是加进去的时候为24毫M,PH7.4吧,按理说气体中有CO2的时候,PH不会大于7的.

试验是这样的，Kreb's buffer，含NaHCO3 24 mM，预先调整pH到7.4，先把细胞转移到在试管底部，然后加1 ml buffer，用橡皮塞封口，然后用针头注入5% CO2和95％ O2,用另一个针头保持气体的出口，这样置换掉管中原来的空气，所以气压不增高，然后拔除针头，保持密闭状态。再在37度水浴中摇2小时。因为buffer 里加入了13C－glucose，所以试验结束的时候，取管中气体测定13CO2的比例（APE）。问题是在不测定CO2总量的情况下，理论上讲这个CO2的摩尔数是可以计算的。

我的化学知识都忘的差不多了（本来学的就少）。两种想法，第一是否可以把管中的气体按照理想气体计算，这样的话，1 mole 气体＝22.4L，管中气体的容积是18ml，0.018(L)/22.4(L)=0.0008 mole=0.8 mmole,CO2是5％，0.8(mmole)X0.05=0.04mmole=40umole。假定2小时后气体和液体中的交换保持到平衡状态，且还是24mmole/L,所以总CO2的量就是40.024 umole。但感觉好象不对。

另一个是按照idea gas law，PV＝nRT=NKT,但这几个参数如何选择，我就不清楚了，几位能否给指教一下。例如P,按照标注气压，是101.3 KPa, V是0.018L，n 是要计算的摩尔数，R是否是8.3145? T是温度，是310.15k。是不是可以这么算？

我还以为那位老大的小孩到这里来骗作业答案了呢.

理论计算确实可以,但是用于实验是不可以的.因为这些理论计算依赖于许多假设.

叫我来做,就搞两批培养试管,但其中一批不放细胞,平行实验,测定结果,对数据作统计分析,应该可以得到你想要的结果.

主要的误差来自两批试管的不一致,但批次足够大时实验误差应该在可以容忍的范围.

关键不知道兄弟这个实验是什么来路。要是照着文献做论文，窃以为反应条件和路线不可尽信，还是如楼上驴兄的建议来得妥当。

居庸硕士是学应用化学搞自组装杂化材料的，实验室三年深受大忽悠论文之害，而且不但国人，连鬼子在NATURE、SEINCE上的文献都TMD有放卫星滴.....

而且坦率的说，我最后毕业的PAPER，挤挤水，冲一遍长安街没问题了...木办法啊....

谢谢！计算的目的是想评估一下试验是否和14C的结果相当，如果按照PV=NRT算，偏高了一些，但基本可以接受。13CO2　APE的结果很好，可以用这个比例来表述试验结果。

我不懂生化。就化学问题讲，条件不很明确。

细胞产生的CO2是不是很多，如果很多，会影响体系的压力。没有压力值，无法解。

如果假设压力不变，考虑到５％这种一位有效数字的精度，反应结束时的CO2含量仍可任为是５％不会产生很大的错误。而且在３７C这种条件下，可适用理想气体。CO2的摩尔数计算如下：

PV=nRT n=(101.3x0.018)/(8.314x310)=0.7mmol

0.7mmolx5%=0.035mmol

细胞产生的CO2很少，基本是pmol水平，对压力的影响不大，所以这样算还算合理，最好的办法当然是直接测定，但试验设计的是观察细胞内代谢的变化，所以没有为了测定CO2而改变实验条件。

在这个封闭系统里，如果不考虑细胞作用，CO2会迅速的溶解在你的溶液里，改变pH值，当然也同时改变气相的压强和气相CO2的总量。因此在你做测定的时候，气相里已经没有5％的CO2了。

而且看你的设计，目的似乎是要测定细胞代谢产生的CO2。你之所以能够通过对气相13CO2的测定来估计细胞产生的CO2，也就是因为存在气相和液相间的气体交换平衡。而你的初始状态显然不是平衡态，所以当你封闭系统的时候，整个系统就开始往平衡态移动，2小时虽然未必会达到平衡，但也肯定不是初始态。

在正常的细胞培养里，用的是自动控制的CO2培养箱，CO2是连续的通入系统的，所以可以保持气相里有稳定的5%CO2与液相保持平衡。在你设计的这个实验里，由于封闭了CO2的来源，气相里的CO2会被迅速的溶解，实验开始不久之后，气相里的实际CO2浓度就取决于液相的实际pH值和从CO2到CO32-到HCO3-的各种不同形式的CO2的浓度，而且这个平衡是受温度以及压强影响的，不是那么好算。唯一可以肯定的是气相的CO2不是5％,压强也肯定略有变化。

此外，取决你的培养规模大小，细胞制造CO2的速度未必会很低。高密度的细胞培养制造的CO2，在数小时之内就可以高到使得溶液显著的酸化。当然如果细胞量很小，这个影响应该可以忽略。

如果一定要知道管内有多少气态的CO2，必须做实验才行。倒不是不可以算，只是你的系统是个多变量平衡的系统，有溶液里的碳酸盐平衡，有CO2溶解平衡，有因为溶解造成的压强变化，还有细胞活动，所以是很难算的。如果只是要知道CO2加碳酸根形式的CO2的总量，那么楼下jufeng的思路是对的。