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Puffer
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(nur auf CD-ROM)
Bei einem Eisenbahnwaggon
verhindert ein Puffer das allzu starke Zusammenstoßen von zwei Waggons,
wenn sie aneinander gekuppelt werden. In der Chemie versteht man unter
einem Puffer eine Lösung aus einer schwachen Säure
und dem basisch wirkenden Salz
der Säure. Wird zu dieser Lösung wenig von einer Säure oder
einer Base hinzugegeben, ändert sich der pH-Wert
der Lösung kaum. Diesen Effekt bezeichnet man als Pufferung.
Die Wirkung des Puffers
soll am Beispiel des Acetat-Puffers erläutert werden. In einer Lösung
befindet sich verdünnte Essigsäure
und die entsprechende Stoffmenge an Natriumacetat. Die Lösung zeigt
einen pH-Wert von 4,65. Versetzt man die Lösung mit einer starken
Säure, z.B. mit Salzsäure,
so werden die Hydronium-Ionen der Salzsäure von den Acetat-Ionen des
Natriumacetats abgefangen. Dabei wird das Natriumacetat in die schwache
Säure Essigsäure umgewandelt:
CH3COONa
+ HCl
NaCl + CH3COOH
Natriumacetat +
Salzsäure
Natriumchlorid
+ Essigsäure
Gibt man zu der Lösung
eine starke Base, z.B. Natriumhydroxid,
werden die Hydroxid-Ionen der starken Base abgefangen und das Natriumhydroxid
wird in die schwache Base Natriumacetat umgewandelt:
CH3COOH
+ NaOH
CH3COONa + H2O
Essigsäure +
Natriumhydroxid
Natriumacetat + Wasser
Säuren können
durch alle Salze von schwachen Säuren und starken Basen gepuffert
werden, Basen durch alle Salze von starken Säuren und schwachen Basen.
Puffer sind bei biologischen
Vorgängen in der Natur von großer Bedeutung. Im Blut agieren
mehrere Puffersysteme, damit der notwendige pH-Wert
von 7,35 aufrecht erhalten wird. In den Gewässern agiert ein Puffersystem
aus Kohlensäure und Alkalicarbonat. Dieses
System funktioniert besonders in hartem, carbonathaltigem Wasser und sorgt
für einen gleichbleibenden pH-Wert im Wasser.