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Lexikon der Chemie: Pufferlösung

Pufferlösung, wäßrige Lösung, deren pH-Wert bei Zugabe geringer Mengen starker Säure oder Base praktisch konstant bleibt. Die P. besteht üblicherweise aus einer gelösten Mischung einer mittelstarken Säure und ihrer korrespondierenden Base, z. B. einer Mischung der Säure und ihres Salzes. Ausgehend vom Dissoziationsgleichgewicht, Säure + H2O

Base + H3O+, ergibt sich durch entsprechende Umstellung des Massenwirkungsausdrucks die Gleichung nach Henderson und Hasselbalch, pH = pKS + lg (cBase/cSäure), wonach der pH-Wert der P. durch den pKS-Wert der Säure und das Konzentrationsverhältnis cBase/cSäurebestimmt wird.

Durch Variation dieses Verhältnisses lassen sich Puffer ganz bestimmter pH-Werte herstellen. Bei Zusatz geringer Mengen OH-- oder H3O+-Ionen zur Lösung kommt es zur Neueinstellung des Protolysegleichgewichtes der das Puffersystem bildenden Säure und Base und somit zu einer Veränderung des Konzentrationsverhältnisses cBase/cSäure. Weil dieses Verhältnis jedoch im logarithmischen Glied der o. a. Gleichung steht, wirkt sich diese Veränderung nur sehr unbedeutend auf den pH-Wert aus, d. h., der pH-Wert der Lösung bleibt praktisch konstant. Zur Erreichung einer hohen Kapazität der P. soll das Konzentrationsverhältnis cBase/cSäure möglichst wenig von 1 abweichen. Für jeden zu puffernden pH-Bereich ist damit ein geeignetes korrespondierendes Säure-Base-Paar zu suchen, wobei der pKS-Wert der Säure dem gewünschten pH-Wert der P. möglichst nahe kommen soll (denn für cBase/cSäure = 1 ergibt sich pH = pKS!).

P. wirken oder werden stets dann eingesetzt, wenn es auf die Einhaltung eines ganz bestimmten pH-Wertes ankommt. Das Puffersystem des menschlichen Blutes, mit dessen Hilfe der pH-Wert in den engen Grenzen zwischen 7,35 bis 7,45 konstant gehalten wird, basiert vorrangig auf dem CO2/HCO3--Gleichgewicht.

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