Eine Pufferlösung ist eine Mischung aus einer schwachen Säure und ihrem konjugierten Alkali oder umgekehrt. Sein pH-Wert ändert sich kaum, wenn ihm kleine Mengen einer Säure oder eines Alkalis zugesetzt werden. Dies macht es für Laborexperimente entscheidend, wenn der pH-Wert konstant gehalten werden muss.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Um eine Zitronensäure-Pufferlösung herzustellen, mischen Sie Zitronensäure mit Natriumcitrat (einer konjugierten Base) in entionisiertem oder destilliertem Wasser und rühren Sie die Lösung, bis Sie den gewünschten pH-Wert erreicht haben.
1884 stellte der französische Chemiker und Ingenieur Henry-Louis Le Chatelier eines der zentralen Konzepte chemischer Gleichgewichte vor, das später als das Prinzip von Le Chatelier bekannt wurde. Es beschreibt, was mit einem System passiert, wenn etwas es vorübergehend aus dem Gleichgewicht bringt. Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, die Konzentration einer der Komponenten einer Reaktion zu ändern. pH ist ein inverses Maß für die Wasserstoffionenkonzentration einer Lösung; Lösungen mit einer hohen Konzentration an Wasserstoffionen haben einen niedrigen pH-Wert und Lösungen mit einer niedrigen Konzentration an H+-Ionen haben einen hohen pH-Wert. Eine Pufferlösung muss Stoffe enthalten, die zugesetzte Wasserstoff- oder Hydroxidionen entfernen, sonst verschiebt sich der pH-Wert der Lösung. Wenn Sie eine saure Pufferlösung herstellen, kippen Sie die Gleichgewichtslage weiter zur Seite. Wenn Sie eine alkalische Pufferlösung herstellen, verschiebt sich die Gleichgewichtsposition zurück zur anderen Seite. Der Puffer wirkt, indem er der Veränderung entgegenwirkt und ein Gleichgewicht wieder herstellt.
Ein Zitronensäurepuffer funktioniert genauso wie ein Natriumcitratpuffer. Dazu benötigen Sie sowohl Zitronensäure als auch die konjugierte Base Natriumcitrat. Zitronensäure ist eine schwache organische Säure, die natürlich in Zitrusfrüchten vorkommt und einen pH-Wert von 3 bis 6,2 effizient aufrechterhalten kann. Natriumcitrat ist das Natriumsalz der Zitronensäure, mit alkanisierender Wirkung. Es dauert nur wenige Minuten, um einen Natriumcitratpuffer herzustellen.
7,2 ml Zitronensäure und 42,8 ml Natriumcitrat mischen. Fügen Sie genügend entionisiertes Wasser hinzu, um das Gesamtvolumen der Mischung auf 100 ml zu bringen. Das in Puffern verwendete Wasser sollte so rein wie möglich sein (entweder entionisiert oder destilliert), um einen neutralen pH-Wert aufrechtzuerhalten (d. h. um sicherzustellen, dass das Wasser den pH-Wert nicht beeinflusst). Verwenden Sie ein empfindliches pH-Meter, um den pH-Wert einzustellen und den gewünschten Wert zu erreichen. Tragen Sie immer eine Schutzbrille und Handschuhe. Für wissenschaftliche Experimente wird die Aufsicht durch Erwachsene empfohlen.