Pufferlösung
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In einer Pufferlösung ändert sich der pH-Wert bei Zugabe einer Säure oder Base wesentlich weniger stark, als dies in einer ungepufferten Lösung der Fall wäre. Solche Lösungen enthalten eine Mischung aus einer schwachen Säure und ihrer konjugierten Base (oder des jeweiligen Salzes). Für das Säure-Base-Gleichgewicht einer schwachen Säure <math>HB<math> gilt:
<math>K_S = \frac{c_{H^+}\cdot c_{B^-}}{c_{HB}-c_{H^+}}
\approx \frac{c_{H^+}\cdot c_{B^-}}{c_{HB}}<math>
Hieraus erhält man durch Umformen:
<math>c_{H^+} = K_S \cdot \frac{c_{HB}}{c_{B^-}}<math>
Somit gilt:
<math>pH = -\lg c_{H^+} = -lg K_S + lg \frac{c_{B}}{c_{S}}<math>
<math>pH = -\lg c_{H^+} = pK_S + lg \frac{c_{B}}{c_{S}} <math> (Henderson-Hasselbalch-Gleichung (Puffergleichung))
Mit dieser Gleichung – sie gilt unter der Näherung, dass die Aktivitäten der Stoffe ihren Konzentrationen in Lösung entsprechen – lässt sich bei bekanntem <math>pK_S<math>-Wert für einen bestimmten <math>pH<math>-Wert das Konzentrationsverhältnis an Säure und Base ermitteln. Je höher die Konzentrationen sind, desto geringer wirken sich Zugaben von Säuren oder Basen aus.
Ein Beispiel ist der Ammonium-Puffer, der aus Ammonium-Ionen und Ammoniak besteht. Der Carbonatpuffer (eine Mischung aus Kohlensäure und Natriumhydrogencarbonat) ist ein Teil des Blutpuffers, der den pH-Wert des Blutes zwischen pH 7,35 und 7,45 hält.
Die Menge an starker Base (oder Säure), die durch eine Pufferlösung ohne wesentliche Änderung des pH-Wertes aufgenommen werden kann, wird durch die Pufferkapazität ausgedrückt.
Siehe auch: Portal Chemie, Chemisches Gleichgewicht, Dissoziation (Chemie)
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