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  Pufferlösungen

Im Stoffwechsel laufen zahlreiche Reaktionen ab, bei denen H3O+-Ionen freigesetzt oder verbraucht werden.
Andererseits ist ein konstanter pH-Wert im Zytoplasma oder in bestimmten Körperflüssigkeiten, wie z.B. dem Blut, lebenwichtig. Bereits leichte Abweichungen führen zu schweren Krankheitserscheinungen, starke pH-Änderungen zum Tod. Stoffwechselbedingte "pH-Stösse" müssen also abgepuffert werden. Im Blut nehmen verschiedene Puffersysteme diese Funktion war.

Allgemein werden Lösungen, deren pH-Wert sich bei der Zugabe von Säure oder Base nur wenig verändert, als Pufferlösungen bezeichnet. Sie enthalten ein konjugiertes Säure-Base-Paar, wobei die Säure OH-Ionen neutralisiert, die Base H3O+-Ionen. Pufferlösungen lassen sich herstellen, indem man

  • schwache Säuren mit ihrem Salz (z.B. der Acetatpuffer aus Essigsäure und Natriumacetat) bzw.
  • schwache Basen mit ihrem Salz (z.B. der Ammoniumpuffer aus Ammoniumchlorid und Ammoniak) mischt.

Sind beide Spezies in genügend grosser Konzentration vorhanden, reagiert der Acetatpuffer folgendermassen:

  Pufferung der Zugabe starker Säuren        H3O+  + CH3COO   GGW-Pfeil rechts   CH3COOH  +  H2O  

Die zugegebene starke Säure reagiert vollständig zu HOAc. Dass der pH-Wert sich dennoch geringfügig ändert, hat mit dem – bereits bei der Neutralisation besprochenen – Effekt zu tun, dass die gebildete Essigsäure wiederum (zu einem geringen Anteil) dissoziieren kann.

  Pufferung der Zugabe starker Basen      OH  +  CH3COOH   GGW-Pfeil rechts   CH3COO  +  H2O  

Die Pufferwirkung zeigt sich in der Titrationskurve schwacher Säuren und Basen durch das Plateau im Bereich des pK-Wertes, ist also der Grund für den geringen Anstieg der Titrationskurve der Essigsäure bei pH 4 bis 6.


© Prof. Dr. J. Gasteiger, S. Spycher, CCC Univ. Erlangen, Fri Mar 30 11:41:57 2001 GMT
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