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Tutorial MenueChemie für MedizinerLerneinheit 7 von 19

Chemie für Mediziner: Säuren und Basen

Phosphatpuffer

Phosphorsäure dissoziiert über drei Stufen:

H3PO4+ H2O H2PO4+ H3O+ pKa,1=2,0
H2PO4+ H2O HPO42+ H3O+ pKa,2=7,2
HPO42+ H2O PO43+ H3O+ pKa,3=12,3

Die pK-Werte machen deutlich, dass die Protonenabgabe nach jeder Stufe schwieriger wird. H3PO4 ist eine mittelstarke Säure, während H2PO4 eine schwache und HPO42 eine sehr schwache Säure ist. Entsprechend sind die Plateaus der Titrationskurve verteilt.

Abb.1
Titrationskurve von 10mL 0,1M Phosphorsäure titriert mit 0,1M NaOH

Im pH-Bereich des Farbverlaufs puffern die Spezies H2PO4/HPO42

Zu Beginn der Titration liegt der pH bei 1,5. Die Lösung enthält fast nur die Spezies H3PO4 und H2PO4. Durch die Zugabe der Natronlauge werden sukzessive die H3PO4-Moleküle in H2PO4-Ionen überführt, bis beim ersten Äquivalenzpunkt (ÄP1) fast nur noch H2PO4-Ionen vorliegen. Beim zweiten Äquivalenzpunkt (ÄP2) liegen nur noch HPO42-Ionen vor und beim dritten (ÄP3) nur noch PO43, wobei der dritte Äquivalenzpunkt keine markante Steigung aufweist, weil er in den pH-Bereich des Titrationsmittels fällt (0,1M NaOH hat einen pH-Wert von 13). Das Plateau im Bereich des pKa,2 basiert auf der Pufferung durch das konjugierte Säure-Base-Paar H2PO4/HPO42. In der Praxis wird der Phosphatpuffer häufig verwendet, um neutrale pH-Bereiche einzustellen, denn nach pH = pKa ± 1 liegt der Pufferbereich zwischen pH 6,2 und 8,2.

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