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Puffer pH (Henderson-Hasselbalch)
Berechnen Sie den pH-Wert eines Puffers aus pKa und dem Verhältnis der Konzentrationen der konjugierten Base zur Säure.
pH
7.40
Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung
pH = pKa + log₁₀([A⁻] / [HA]), wobei [A⁻] die konjugierte Base und [HA] die schwache Säure ist. Wenn beide gleich sind, ist der Logarithmusterm null und pH = pKa — der Punkt der größten Pufferkapazität.
Anwendungsbeispiel
Ein Acetatpuffer (pKs 4,76) mit doppelt so viel Acetat wie Essigsäure: 4,76 + log₁₀(2) = 4,76 + 0,30 = 5,06.
Grenzwerte und häufige Fehler
- Die Gleichung ist innerhalb von etwa ±1 pH-Einheit des pKa-Werts zuverlässig; außerhalb dieses Bereichs besitzt der Puffer nur eine geringe Kapazität.
- Der pKa-Wert ändert sich mit der Temperatur: Tris verschiebt sich um etwa −0,028 pH-Einheiten pro °C, sodass ein Tris-Puffer, der bei 25 °C auf pH 8,0 eingestellt wurde, bei 4 °C einen Wert von etwa 8,6 aufweist.
- Eine hohe Ionenstärke verschiebt den effektiven pKa-Wert – überprüfen Sie dies immer mit einem kalibrierten pH-Meter.
Konzept kennenlernen
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Henderson-Hasselbalch-Gleichung?
pH = pKa + log₁₀([A⁻]/[HA]). Sie verbindet den pH-Wert eines Puffers mit dem pKa der schwachen Säure und dem Verhältnis der Konzentrationen der konjugierten Base zur Säure.
Wann versagt die Henderson-Hasselbalch-Gleichung?
Bei sehr hohen oder sehr niedrigen Basen-zu-Säure-Verhältnissen (typischerweise jenseits von ±1 pH-Einheit vom pKa) und bei extremen Konzentrationen oder Ionenstärken weicht die einfache Gleichung von der Realität ab.
Wie bereite ich einen Puffer bei einem Ziel-pH vor?
Wählen Sie ein Puffermittel mit einem pKa, der innerhalb von ±1 Einheit Ihres Ziel-pH liegt (z. B. Tris pKa 8,1, HEPES pKa 7,5, PIPES pKa 6,8), und passen Sie das Basen/Säure-Verhältnis gemäß der Henderson-Hasselbalch-Gleichung an.