Wie Puffer wirken

• Pufferlösung:hält den pH-Wert nahezu konstant, wenn kleine Mengen Säure oder Lauge zugegeben werden oder wenn man verdünnt.
• Zusammensetzung:eine schwache Säure HA und ihre korrespondierende Base A⁻ (3.1.2) in vergleichbaren Mengen — z. B. Essigsäure und Natriumacetat.
• Reines Wasser:enthält kaum Teilchen, die H₃O⁺ oder OH⁻ binden könnten — jede Zugabe bleibt als freies Ion in der Lösung.

Gib mit den Knöpfen im Balken je 1 mL Salzsäure oder Natronlauge (c = 1 mol/L) zu — jede Portion fällt gleichzeitig in reines Wasser und in einen Acetat-Puffer. Beobachte, wohin die H₃O⁺- und OH⁻-Ionen wandern und wie sich der pH-Wert ändert.

Halte fest: Im Wasser bleiben die zugegebenen H₃O⁺- bzw. OH⁻-Ionen frei — schon 1 mmol verschiebt den pH-Wert um rund fünf Einheiten. Im Puffer werden sie von CH₃COO⁻ bzw. CH₃COOH abgefangen; es ändert sich nur das Verhältnis der beiden Pufferteilchen, der pH-Wert kaum.

• Säure kommt hinzu:die Pufferbase A⁻ nimmt das Proton auf.

• Lauge kommt hinzu:die Puffersäure HA gibt ein Proton an OH⁻ ab.

• Warum der pH-Wert bleibt:aus der starken Säure H₃O⁺ wird die schwache Säure CH₃COOH (pKs = 4,76), die kaum protolysiert; aus OH⁻ wird Wasser.
• Was sich ändert:nur das Verhältnis c(A⁻) : c(HA) — und das wirkt sich auf den pH-Wert nur schwach aus (genauer in 3.4.2).
• Weitere Puffer:Ammoniumpuffer \(\ce{NH4+}/\ce{NH3}\), Phosphatpuffer \(\ce{H2PO4-}/\ce{HPO4^2-}\), Kohlensäure-Hydrogencarbonat-Puffer im Blut (pH ≈ 7,4).
• Herstellung:schwache Säure + ihr Salz — oder schwache Säure, die mit Lauge nur teilweise neutralisiert wird (Halbäquivalenzpunkt, 3.3.3).