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Puffer und Pufferkurve
9.4.2021
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PUTTER Puffer sind Lösungen die schwache Säuren und ein Salz ihrer horrespon- dierenden Base enthalten. Solche Lösungen federn bei Eugabe von Säure oder Base den pH-Wert einer Lösung ab. De pH-Wert bleibt bei Einsatz eines Puffers nahezu konstant. Puffergemische bestehen grundsätdlich aus horrespondierenden Säure-Base-Paaren 2.B.: - schwache Neutralsäure/Anion base (HAC Essigsäure/Ac Acetation!) - schwache Aniensäure/Anionbase (H₂PO4 / HPO₂²) - schwache Kationsäure/Neutral base (NHa/ NH3) BERECHNUNG DES pH-Wertes EINER PUFFERLÖSUNG Der PH-Wert einer Pufferlösung lässt sich mit Hilfe des MWG berechnen: HAC + H₂0 Ac² + H₂O + C(H30+) C(A) K. C(HA). c (H₂O) K· <(H₂O) = C(H₂O). (A) C(HA) Durch weitere Umformung erhält man: C(HA) C (H₂O) = KS C (A) . Bildet man den mit -1 multiplizierten dehadischen Logarithmus, so erhält man! -log { c(+₂0+)} = -log {K₂}-log (MA) = -log {U₂} - log ((CCM))") c (A²) => -log (Ks) - (-1) · log ((HA) pH pks + Wendet man die Definition des pH- und pk-Wertes an, so ergibt sich i c(Base) c(Säure) + log pH=pKs+ = Ks = log C(4) CCHA) (H₂0+). (A) (HA) Der pH-Wert der Pufferlösung ist somit von dem Konzentrations verhältnis Base Säure und nicht von der Gesamthonzentration der Pufferhomponenten. abhängig. Maximale Pufferwirkung wird bei Zusammensetzung des Puffers aus aquimolaren Mengen Säure und horrespondierender Base erreicht. Der PH-Wert beträgt dann: far c(A) = c(HA) gilt: pH spks + loy1 => pHophs C(A) C(HA); allgemein gilt: pH= pks + log HENDERSON-HASSELBALCH-Gleichung Chemie Puffer Puffer sind Lösungen, die schwache Säuren und ein Salz ihrer korrespondierenden Base enthalten. Solche Lösungen ,,federn"...
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Alternativer Bildtext:
bei Zugabe von Säure oder Base den pH-Wert einer Lösung ab. Der pH-Wert bleibt bei Einsatz eines Puffers nahezu konstant. Puffergemische bestehen grundsätzlich aus korrespondierenden Säure-Base-Paaren, z.B. ▸ Schwache Neutralsäure/Anionbase (Essigsäure/Acetation) ▸ Schwache Anionsäure/Anionbase (H₂PO4-/HPO4²-) ▸ Schwache Kationsäure/Neutralbase (NH4*/NH3) Berechnung des pH-Wertes einer Pufferlösung Der pH-Wert einer Pufferlösung lässt sich mit Hilfe des MWG berechnen: HAC + H₂O A₁² + H₂O + C(H30+). <(A=) K C(HA) c(H₂O) C(H₂+). (A) K<(H₂O) = C(HA) Durch weitere Umformung erhält man! C(HA) C(H₂O) = KS C(A) Bildet man den mit -1 multiplizierten dehadischen Logarithmus, so erhält man! (HA) -log { c(H₂C+)} = -log {K₂} -log =(44) = -log {U₂} - log (((MA))") (A) => -log (Ks) - (-1) · log ((HA) Wendet man die Definition des pH- und pks-Wertes an, so ergibt sich! c(Base) c(Säure) pH pks + log c(H₂0+). (A) <(HA) C(4) CCHA) allgemein gilt: pH= pks + log HENDERSON-HASSEL BALCH- Gleichung Der pH-Wert der Pufferlösung ist somit von dem Konzentrationsverhältnis Base: Säure und nicht von der Gesamtkonzentration der Pufferkomponenten abhängig. ((A) ; C(HA) Maximale Pufferwirkung wird bei der Zusammensetzung des Puffers aus äquimolaren Mengen Säure und korrespondierender Base erreicht. Der pH-Wert beträgt dann: pH=pK₂ + log far c(A) (HA) gilt: pH spks + lay1 => pHopks Bildquelle: eigenes Heft + http://chimie.lgk.lu/1GGE/Cours/02/zs/zs.htm Chemie Die Pufferkapazität wächst mit zunehmender Konzentration der Pufferkomponenten. Die Pufferwirkung drückt sich graphisch im 1. Abschnitt der Titrationskurven schwacher Säuren (Basen) aus. Dieser Abschnitt heißt deshalb auch Pufferkurve oder Pufferdiagramm. Titration von 10 mL Salzsäure und 10 mL Essigsäure mit 0,1 M Natronlauge PH ¥ ¥ 14 13 12 pk, +1 11 10 9 8 7 6 5 pk, pk, -14 3 2 1 0 +PH= 2PK - log(,) pH = - log(Co) Pufferbereich: pH = pks + log(CA) CHA 0 1 2 pH = - log(CHA) 3 4 5 V₂ 6 7 8 9 ► n(A): n(HA) = 10:1 (obere Grenze) ► n(A): n(HA) = 1:10 (untere Grenze) pH > 7,0; pH = 14. - PK₂ + log(CE) pH = 7,0 10 VE 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Zugefügtes Volumen von NaOH in mL Ein Puffer ist nur wirksam, wenn größere Mengen von Puffersäure und Pufferbase vorhanden sind. Dies ist bei genügender Gesamtkonzentration im pH-Bereich von pH = pks +/- 1, dem sogenannten Pufferbereich, der Fall. Für die Grenzen des Pufferbereichs gilt: Bildquelle: eigenes Heft + http://chimie.lgk.lu/1GGE/Cours/02/zs/zs.htm