Puffernlösungen bestehen aus einer gleichen Konzentration (Volumen) schwacher Säure und konjugierter Base. Die Säure-Base-Mischung wird hergestellt, indem die Henderson-Hasselbalch-Gleichung befolgt wird. Diese Gleichung zeigt den Zusammenhang der pH-Konzentration zu einer Säure-Base-Mischung. Die pH-Konzentration ist ein großer Faktor bei der Messung der Effizienz von Puffernlösungen.
Biologisch relevante Reaktionen erfolgen bei bestimmten Parametern wie pH-Konzentration, daher ist die Verwendung einer effektiven Pufferlösung unerlässlich, um jede Veränderung im angegebenen pH-Bereich zu verhindern. Indem Sie einigen relativ einfachen Richtlinien folgen, können Sie eine Pufferlösung herstellen.
Was Sie benötigen
- Liste schwacher Säuren und ihrer konjugierten Basen
- Taschenrechner
- Puffer-Mischungsreagenzien
- Erlenmeyerkolben
Anweisungen
- Schritte zur Herstellung von Puffern
- Bestimmen Sie den erforderlichen pH-Bereich, um den Puffer herzustellen.
Beispiel: Ein Labortest muss bei pH 4,00 durchgeführt werden. Sie müssen also einen Puffer herstellen, der trotz Zugabe von Säure- oder Basenlösungen bei pH 4,00 bleibt.
- Überprüfen Sie die Tabelle der schwachen Säuren und ihrer konjugierten Base für den Puffer, der im erforderlichen pH-Bereich am besten funktioniert. Bei der Wahl des Puffers sollte der pKa-Wert des Puffers dem erforderlichen pH-Wert am nächsten kommen.
Im gegebenen Beispiel ist nach Betrachtung der Tabelle der beste Puffer bei pH 4,00 die Ameisensäure-Formiat-Mischung, da ihr pKa-Wert 3,75 beträgt (Tabelle der schwachen Säure und konjugierten Base, siehe Bild 1).
- Verwenden Sie die Henderson-Hasselbalch-Gleichung und setzen Sie den pKa-Wert des Puffers und den benötigten pH-Wert ein.
In meinem Beispiel: pH = 4,00 und pKa = 3,75 (die Henderson-Hasselbalch-Gleichung ist in Bild 2 dargestellt).
- Die Bestimmung der Konzentration des Säure/Base-Verhältnisses ist ein zweistufiger Prozess: (4a) Berechnen Sie die Differenz zwischen pH und pKa.
Anwendung auf das Beispiel: pH = 4,00 und pKa = 3,75 ergibt 4,00 – 3,75 = 0,25
(4b). Berechnen Sie dann den Antilogarithmus in der Henderson-Hasselbalch-Gleichung aus Schritt 2. Verwenden Sie Ihren Taschenrechner, um den Antilogarithmuswert zu finden (siehe Beispielgleichung in Bild 3).
- Bereiten Sie die chemischen Reagenzien vor, die den Konzentrationen Ihres Base/Säure-Verhältnisses entsprechen. Mischen Sie sie in gleichem Anteil oder Verhältnis, je nach benötigtem Volumen.
In meinem Beispiel (siehe Bild 4) ergibt das Mischen von 25 mL 0,1 M Ameisensäure und 25 mL 0,0178 M Natriumformiat insgesamt 50 mL Pufferlösung.
