Säure/Base/Puffer |
Puffer |
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Acetatpuffer |
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Welche der beiden Komponenten für welche Pufferwirkung (hauptsächlich) verantwortlich ist, sehen wir unmittelbar ein:
Wenn eine Komponente reagiert hat, entsteht durch die Reaktion mit der zugegebenen Säure bzw. Base jeweils die andere Komponente. In einer quantitativen Beschreibung muss dies berücksichtigt werden. Für qualitative Überlegungen mit chemischen Gleichungen können wir das vernachlässigen.
Wir geben etwas Säure zu dieser Lösung.
Wählen wir die vollständig dissoziierende Salzsäure! In die Lösung
gelangen also zusätzlich H+-Ionen und Cl--Ionen.
Die H+-Ionen bilden mit den vorhandenen Acetationen wenig dissoziierte
Essigsäure. Damit sind die H+-Ionen abgefangen worden.
H+
+ CH3COO-
CH3COOH bzw. HCl + NaCH3COO
CH3COOH
+ NaCl.
Weil die H+-Ionen abgefangen werden, ändert sich
der pH-Wert nicht (bei genauer Rechnung: nur wenig).
Wir geben etwas Base zur Lösung.
Wählen wir die vollständig dissoziierende Natronlauge. In die Lösung
gelangen jetzt zusätzlich OH--Ionen und Na+-Ionen.
Die OH--Ionen können mit undissoziierter Essigsäure reagieren
und bilden Acetationen und das wenig dissoziierte H2O. Damit sind
die OH--Ionen abgefangen.
OH- + CH3COOH
CH3COO-
+ H2O bzw. NaOH + CH3COOH
NaCH3COO
+ H2O.
Warum ändert sich jetzt der pH-Wert
nicht? Es liegen viele (Richtwert 99%) undissoziierte CH3COOH-Moleküle
vor. Bis alle diese Moleküle reagiert haben, ist eine erhebliche Menge
NaOH nötig.
Die Überlegung ist also: Kommt HCl bzw. NaOH in Wasser, kommen H+- bzw. OH--Ionen in die Lösung und der pH-Wert ändert sich damit. Kommt HCl bzw. NaOH in eine Pufferlösung, laufen chemische Reaktionen ab, in denen H+ bzw. OH- abgefangen werden. Wir formulieren chemische Gleichungen, mit denen H+ bzw. OH- "verschwinden", d.h. in Produkten gebunden sind, die nichts zum pH-Wert beitragen.
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Diese Überlegungen machen (erfahrungsgemäß) anfangs
Schwierigkeiten. |
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Ein Zahlenbeispiel
zeigt, welche Unterschiede in der pH-Änderung erfolgen, |
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