Die Säure-Base-Theorie und Protolyse bildet die Grundlage für das Verständnis chemischer Reaktionen in wässrigen Lösungen.
In der Chemie unterscheiden wir zwischen starken und schwachen Säuren, die sich in ihrer Fähigkeit unterscheiden, Protonen abzugeben. Bei der pH-Wert Berechnung starker und schwacher Säuren ist es wichtig zu verstehen, dass starke Säuren wie Salzsäure (HCl) in wässriger Lösung vollständig dissoziieren. Das bedeutet, dass alle H+-Ionen in die Lösung übergehen. Bei schwachen Säuren wie Essigsäure (CH3COOH) stellt sich hingegen ein Gleichgewicht ein - nur ein Teil der Säuremoleküle gibt Protonen ab.
Puffersysteme und Henderson-Hasselbalch-Gleichung spielen eine zentrale Rolle bei der Aufrechterhaltung eines stabilen pH-Wertes. Ein Puffersystem besteht aus einer schwachen Säure und ihrer korrespondierenden Base oder einer schwachen Base und ihrer korrespondierenden Säure. Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung ermöglicht es uns, den pH-Wert eines Puffers zu berechnen. Diese Systeme sind besonders wichtig in biologischen Prozessen, wie zum Beispiel im menschlichen Blut, wo der pH-Wert in einem sehr engen Bereich konstant gehalten werden muss. Puffer können kleine Mengen an zugegebener Säure oder Base abfangen, ohne dass sich der pH-Wert stark ändert. Dies geschieht durch das Gleichgewicht zwischen der schwachen Säure und ihrer konjugierten Base, die als Protonendonator bzw. Protonenakzeptor fungieren.
