Allgemeine Chemie
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Alt 03.11.2010, 20:43   #1   Druckbare Version zeigen
Jannik92 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 67
pH-Pufferlösung

Hallo zusammen,

Wir behandeln im Moment pH-Pufferlösungen.

Ich habe mir notiert: Die charakteristische Eigenschaft einer pH-Pufferlösung ist, dass sich nach Zugabe einer Base ider einer Säure der pH-Wert der Lösung kaum oder gar nicht verändert.

Nur warum ist das so?

In meinem Formelgewirr finde ich die Form zum Autoprotolysegleichgewicht des Wassers nicht mehr. Lautet diese:

K=(C
OH- * CH3O+ ) : (CH2O * CH2O )

?

Viele Grüße

Jannik92 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.11.2010, 21:37   #2   Druckbare Version zeigen
Kriegerdaemon  
Mitglied
Beiträge: 781
AW: pH-Pufferlösung

Also ganz grob:
Ein Puffer unterliegt nicht vollständig einer Protolysereaktion mit dem Lösemittel - okay? (sind ja schwache Basen/Säuren, die man dafür benutzt.)
Das bedeutet, man hat im Vergleich zur Konzentration der Puffersubstanz eine relativ geringe H3O+- oder OH--Konzentration.
Wenn man nun die Pufferlösung belastet - also H3O+ oder OH- zugibt, dann rutscht die Protolysereaktion der Puffersubstanz in Richtung Ausgangsstoffe, also in Richtung der Form, die nichts zum pH beiträgt.
Und dadurch wird der pH nicht so stark beeinflusst als wenn man den Zusatz in klares Wasser geben würde.
Kannste Dir das vorstellen oder soll ich's nochmal am Beispiel erklären?

Gruß,
Mirko
Kriegerdaemon ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 03.11.2010, 22:44   #3   Druckbare Version zeigen
Jannik92 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 67
AW: pH-Pufferlösung

Wäre das korrekt: Die charakteristische Eigenschaft einer pH-Pufferlösung ist, dass sich nach Zugabe einer Base ider einer Säure der pH-Wert der Lösung kaum oder gar nicht verändert. Das liegt daran, dass bei Zugabe einer Säure die durch die Zugabe gebildeten H3O+-Ionen mit den Anionen des Puffersalzes, die in der Lösung vorliegen, reagieren. Gibt man eine Base hinzu, so reagieren die durch die Zugabe gebildeten OH--Ionen mit der Säure der Pufferlösung. Somit entstehen schwache Säuren bzw. Basen die kaum zur Bildung von H3O+oder OH--Ionen neigen, wodurch kaum Einfluss auf den pH-Wert genommen wird.

?

Ein Beispiel wäre sehr nett, um es zu verfestigen!

Liebe Grüße und danke
Jannik92 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 04.11.2010, 07:46   #4   Druckbare Version zeigen
Kriegerdaemon  
Mitglied
Beiträge: 781
AW: pH-Pufferlösung

Also das haste ziemlich gut verstanden, wenn das Deine eigenen Worte waren.

Na nehmen wir mal als Beispiel die Essigsäure (CH3COOH)

In Wasser reagiert sie so:
H2O + CH3COOH <--> CH3COO- + H3O+
Das bedeutet, sie ist sauer.

Wenn wir nun das Natriumsalz ieser Säure in Wasser lösen:
Na+ + CH3COO- + H2O <--> Na+ + CH3COOH + OH-
dann ist die Lösung auf einmal basisch.

Geben wir zu dieser basischen Lösung etwas Säure, so reagiert diese nunächst mit OH-. Doch da das Hydroxidion in einem chemischen Gleichgewicht steht, reagiert es nach der letzten Formel rückwärts zum CH3COO-. Im Endeffekt bedeutet das, dass die OH--Konzentration nicht so stark von der Säurezugabe in Mitleidenschaft gezogen wurde, iwe man es zunächst vermuten würde.

Stell Dir vor, Du gehst mit einem Freund einkaufen und hast vorher mit ihm ausgemacht, dass er 90% der gekauften Waren nach hause trägt. Nun findest Du ein Sonderangebot (10 Kilo Hello-Kitty-Lutscher oder sowas) und kaufst es. Aber da Du ja einen Gehilfen hast, dem Du 90% der Last überlassen kannst, kannst Du weiter nach Schnäppchen ausschau halten. Deine Last hat sich nur um ein Kilo erhöht. klar?

Edit:
Ich hab da vor einiger Zeit mal son Wikibook geschrieben. Wenn Du Dir den für Dich interessanten Teil ansehen möchtest...
http://de.wikibooks.org/wiki/Grundlagen_der_quantitativen_anorganischen_Analytik:_pH-Wert_und_Chemisches_Gleichgewicht#Pufferl.C3.B6sungen_3_.3C_pK_.3C_11
Ich hoffe, das mit dem Link verstößt nicht gegen irgendeine Forenregel...

Geändert von Kriegerdaemon (04.11.2010 um 07:52 Uhr)
Kriegerdaemon ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 06.11.2010, 15:28   #5   Druckbare Version zeigen
Jannik92 Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 67
AW: pH-Pufferlösung

Alles klar, besten Dank

Jannik92 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 06.11.2010, 16:02   #6   Druckbare Version zeigen
Werner Marquardt  
Mitglied
Beiträge: 16
AW: pH-Pufferlösung

Das mit dem Puffer ist so:
Er besteht aus einem Gemisch einer schwachen Säure mit ihrer korrespondierenden Base. Der pH-Wert einer solchen Lösung berechnet sich in der Henderson-Hasselbalch-Gleichung zu
pH = pks - lg [c(Pufferbase):c(Puffersäure)], also bei einnmolarer Lösung beider Komponenten ist der pH-Wert gleich dem pks-Wert der Puffersäure.

Gibt man Säure zu dem Gemisch, so reagiert die Pufferbase mit den H3O+ -Ionen als Neutralisation. Dadurch verschwindet ein Teil der Pufferbase und es entsteht dafür die gleiche Anzahl von Teilchen der Puffersäure. Entsprechend der Henderson-Hasselbalch-Gleichung (kurz "Puffergleichung") kann man den entstehenden pH-Wert berechnen. Der fällt viel milder aus, als wenn man dieselbe Menge Säure zu reinem Wasser gegeben hätte. Erst wenn alle Pufferbase-Teilchen zu Puffersäureteilchen geworden sind, wirken sich die dann neu zugegebenen H3O+ -Ionen direkt auf den pH-Wert aus.

Bei Zugabe von OH- -Ionen zu diesem Puffergemischc reagieren die Teilchhen der Puffersäuire unter Neutralisation und es verschwinden Puffersäureteilchen und in gleicher Anzahl entstehen zusätzliche Pufferbase-Teilchen. Der Bruch beim Logarithmus ändert sich in die andere Richtung, der pH wird höher, aber abgemildert. Auch hier ist die Abmilderung durch die Pufferkapazität begrenzt.
Anmerkung: Die Komponenten der Pufferbase und Puffersäure müssen zu Beginn nicht unbedingt in gleicher Konzentration vorliegen. Dadurch verschiebt sich aber der Puffer-pH-Wert und die Pufferkapazität gegenüber entweder Säure oder Base ist stark vermindert.
Tschau
Werner Marquardt
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