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Pufferlösungen — Chemie, 14–17

Wie eine Lösung plötzliche pH-Änderungen abfängt. Chemie, 14–17 Jahre.

Ein chemischer Stoßdämpfer

Eine Pufferlösung hält ihren pH-Wert ziemlich konstant, wenn kleine Mengen Säure oder Base dazukommen. Sie enthält eine schwache Säure und ihre zugehörige Base, die H⁺ aufnehmen oder bei Bedarf abgeben können – wie ein chemischer Stoßdämpfer.

Das Problem eines instabilen pH-Werts

Viele Reaktionen und lebende Zellen funktionieren nur in einem engen pH-Bereich, doch schon etwas Säure kann eine ungeschützte Lösung stark verändern. Puffer lösen dieses Problem: Die schwache Säure und die Base teilen das zusätzliche H⁺ auf, statt seine Konzentration plötzlich steigen zu lassen.

Säure zu einem Acetatpuffer geben

Stell dir 1,0 L mit 0,10 mol Ethansäure und 0,10 mol Acetationen vor. Gib 0,010 mol HCl dazu: Das Acetat reagiert damit, sodass 0,090 mol Acetat und 0,110 mol Säure bleiben. Weil die Mengen noch ähnlich sind, ändert sich der pH-Wert nur wenig, statt um eine ganze Einheit zu fallen.

Ein Puffer ist nicht unbegrenzt

Du könntest denken, ein Puffer halte den pH-Wert für immer fest, weil er sich anfangs kaum ändert. Tatsächlich verbraucht die zugegebene Säure irgendwann das Acetat oder eine andere Base, und Lauge verbraucht die schwache Säure; danach kann sich der pH-Wert schnell ändern.

Puffer in Lebewesen

Dein Blut nutzt einen Kohlenstoffdioxid-Hydrogencarbonat-Puffer, um den pH-Wert nahe 7,4 zu halten, weil Enzyme und Zellen empfindlich auf pH reagieren. Auch Schwimmbäder, Medikamente und Laborreaktionen verwenden Puffer, wenn eine kleine pH-Änderung das Ergebnis verderben würde.

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