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Tutorial MenueSäuren und BasenLerneinheit 5 von 8

Pufferlösungen

Beispiel 1

Es soll aus einer Essigsäure, HAc, von 2  molL-1 durch Zusatz von festem wasserfreiem Natriumacetat, Ac, 1 L Pufferlösug mit pH = 4 angesetzt werden (Ka = 1,8 ⋅ 10−5  molL-1 ).

Das Protolysegleichgewicht lautet:

HA+ H2O H3O++ A
K a = [ H 3 O + ] [ A - ] [ HA ] bzw. Ac - = K a [ HAc ] [ H 3 O + ] Ac - = 1,8 10 −5 mol L −1 2 mol L −1 10 −4 mol L −1 = 0,36 mol L −1

Man löst also zum Beispiel in 1 L der Essigsäure mit einer Konzentration von 2  molL-1  0,36 mol Natriumacetat auf. Das resultierende Volumen ist ohne Bedeutung; entscheidend ist das Konzentrationsverhältnis Säure/konjugierte Base. Der gleiche pH-Wert ließe sich also auch erreichen, wenn man in 1 L Essigsäure mit c = 1  molL-1 die halbe Menge Natriumacetat lösen würde.

Für den pH-Wert des Puffers spielen die absoluten Konzentrationen an Säure und konjugierter Base zunächst keine Rolle, sondern nur das Konzentrationsverhältnis. Anders ausgedrückt ist der pH-Wert von Puffergemischen weitgehend verdünnungsunabhängig, solange man nicht extrem verdünnt, denn dann würde sich der pH-Wert natürlich mehr und mehr dem Wert 7 nähern.

Die absoluten Konzentrationen spielen allerdings eine wesentliche Rolle für die Belastbarkeit des Puffers durch Säure- oder Basezusatz, die Pufferkapazität, die definiert ist als:

β = d C dpH d C :   Zusatz an starker Base
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