Säure/Base/Puffer |
Puffer |
|
|
|
---|
Phosphatpuffer |
|
|
|
Die Aufstellung der richtigen chemischen Gleichungen macht (erfahrungsgemäß) etwas mehr Schwierigkeiten. Was ist hier "die schwache Säure und deren Salz dazu"? |
Phosphorsäure als dreiwertige Säure bildet 3 verschiedene Anionen. In einer Lösung mit einem pH-Wert ca. 7 liegen zwei der vier Möglichkeiten (Säure oder eines der Anionen) in hoher Konzentration vor, die zwei anderen mit sehr(!) geringer Konzentration.
H3PO4 |
H2PO4- |
HPO42- |
PO43- |
unbedeutend |
schwache Säure |
Salz dazu |
unbedeutend |
oder |
|||
Salz dazu |
schwache Base |
Damit sind die beiden erlaubten Gleichungen für die Säure-Base-Wirkung:
Nicht erlaubt, um die Pufferwirkung im Bereich pH ca. 7 zu erklären, sind die beiden anderen Gleichungen für die amphoteren Phosphationen:
Nach dieser Klärung lässt wieder einfach die Pufferwirkung mit chemischen Gleichungen beschreiben.
Wir geben etwas Säure zu dieser Lösung.
Beispiel Salzsäure. In die Lösung
gelangen also zusätzlich H+-Ionen und Cl--Ionen.
Die H+-Ionen bilden mit den vorhandenen Hydrogenphosphationen, die
als Base wirken, Dihydrogenphosphatanionen. Damit sind die H+-Ionen abgefangen worden.
H+
+ HPO42-
H2PO4- bzw. HCl + Na2HPO4
NaH2PO4
+ NaCl.
Weil die H+-Ionen abgefangen werden, ändert sich
der pH-Wert nicht (bei genauer Rechnung: nur wenig).
Wir geben etwas Base zur Lösung.
Beispiel Natronlauge. In die Lösung
gelangen jetzt zusätzlich OH--Ionen und Na+-Ionen.
Die OH--Ionen können mit vorhandenen Dihydrogenphosphatanionen,
die als Säure wirken, zu Hydrogenphosphatanionen und Wasser reagieren. Damit sind
die OH--Ionen abgefangen.
OH- + H2PO4-
HPO42-
+ H2O bzw. NaOH + NaH2PO4
Na2HPO4
+ H2O.
In beiden Fällen werden die dazukommenden H+- bzw. OH--Ionen abgefangen. Durch die Reaktionen ändert sich nur die relative Menge der beiden Ionen. Jedes der beiden Phosphationen ist nur ein schwacher Elektrolyt.
ZURÜCK: Ammoniumpuffer