Eine Pufferlösung ist eine Lösung auf Wasserbasis mit einem stabilen pH-Wert. Es wird durch Mischen einer großen Menge einer schwachen Säure oder schwachen Base mit ihrer konjugierten Base oder Säure hergestellt. Wenn Sie kleine Mengen einer Säure oder Lauge (Base) hinzufügen, ändert sich der pH-Wert nicht wesentlich. Mit anderen Worten, die Pufferlösung verhindert, dass sich Säure und Base gegenseitig neutralisieren.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Bei Zugabe einer Base zu einer Pufferlösung ändert sich der pH-Wert nicht. Die Pufferlösung verhindert, dass die Base die Säure neutralisiert.
Saure und alkalische Pufferlösungen
Die pH-Skala zeigt an, wie sauer oder alkalisch eine Lösung auf Wasserbasis ist. Saure Lösungen enthalten mehr Wasserstoffionen als Hydroxidionen, während alkalische Lösungen mehr Hydroxidionen als Wasserstoffionen enthalten. Auf der Skala von 0 bis 14 mit 0 nach links und 14 nach rechts haben saure Pufferlösungen einen pH-Wert von weniger als 7. Sie bestehen typischerweise aus einer schwachen Säure und einer konjugierten Base – oft ein Natriumsalz. Alkalische Pufferlösungen haben einen pH-Wert von mehr als 7, und sie werden normalerweise aus einer schwachen Base und einem ihrer Salze hergestellt. Um den pH-Wert einer Pufferlösung zu ändern, ändern Sie das Verhältnis von Säure-Base zu Salz oder wählen Sie eine andere Säure oder Base und eines ihrer Salze.
Das Prinzip von Le Chatelier
Das Prinzip von Le Chatelier hilft Ihnen herauszufinden, was in einer Pufferlösung passiert. Das Prinzip besagt, dass sich die Gleichgewichtslage verschiebt, um der Änderung entgegenzuwirken, wenn Sie die Bedingungen eines dynamischen Gleichgewichts ändern. Beispielsweise liegt in einer sauren Pufferlösung von Ethansäure und Natriumethanoat die Gleichgewichtslage weit links auf der Skala, da Essigsäure eine schwache Säure ist. Wenn Sie Natriumethanoat, die konjugierte Base, hinzufügen, fügen Sie viele zusätzliche Ethanoat-Ionen hinzu, was die Gleichgewichtslage noch weiter nach links verschiebt.
Hinzufügen einer Base zu einer Pufferlösung
Wenn Sie einer Pufferlösung eine Base hinzufügen, sinkt die Wasserstoffionenkonzentration um weniger als die Menge, die für die zugegebene Basenmenge erwartet wird. Die Säure und ihre konjugierte Base verbrauchen die Hydroxidionen. Der pH-Wert der Lösung steigt nicht signifikant an, was der Fall wäre, wenn das Puffersystem nicht verwendet würde. Denn nach dem Prinzip von Le Chatelier verschiebt sich die Gleichgewichtslage nach rechts, um den Verlust des Wasserstoffions bei der Reaktion mit der Base auszugleichen.