§ 20
Welcher pH bekommt mein Puffer, und wie viel Base sollte ich hinzufügen?
Antwort: Ein Puffer ist eine Mischung aus einer schwachen Säure und ihrer entsprechenden Base, z.B. Essigsäure und Natriumacetat. Die Puffergleichung gibt den pH-Wert aus dem Verhältnis der Stoffmengen von Base und Säure. Der Rechner berechnet den pH-Wert deiner Mischung und umgekehrt: wie viel Base du abwiegen musst, um den pH-Wert zu erreichen, den du haben möchtest. Du gibst selbst pKa aus der Tabelle und die Stoffmengen ein, die du abgewogen oder abgemessen hast.
Pufferligningen: pH = pKa + log(n_base ÷ n_syre). Volumenet går ud, fordi begge står i samme opløsning.
Omvendt: n_base = n_syre · 10^(pH − pKa)
Puffer virker bedst når forholdet base : syre ligger mellem 1 : 10 og 10 : 1, altså pH = pKa ± 1
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| pka | pKa der Säure (aus der Datentabelle) | — |
| n_syre | Stoffmenge schwache Säure | mol |
| n_base | Stofmenge entsprechende Base | mol |
| ph_maal | Gewünschter pH (zum Rückwärtsrechnen) | — |
| = | pH des Puffers | — |
| = | Verhältnis Basis : Säure | — |
| = | Base, die für den gewünschten pH-Wert erforderlich ist | mol |
Gilt nicht, wenn
Die eigenen Standardwerte des Rechners sind eingesetzt. Die Zahlen sind mit genau der Formel berechnet, die das Werkzeug verwendet.
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Når du skal lave en puffer til et forsøg, fx en acetatpuffer til et enzymforsøg i bioteknologi eller en fosfatpuffer omkring pH 7, eller forklare hvorfor blodets pH holder sig. Pufferligningen giver pH ud fra forholdet mellem base og syre.
Du blander 0,040 mol eddikesyre og 0,060 mol natriumacetat. pKa er 4,76, og enzymet arbejder bedst ved pH 5.
Es bedeutet: Pufferen får pH 4,94, med forholdet 1,5 mellem base og syre. Til pH 5,00 skal du bruge 0,0695 Moll acetat sammen med de 0,040 mol syre.
Du blander 0,010 mol NaH₂PO₄ og 0,010 mol Na₂HPO₄. Databogen giver pKa 7,21 for H₂PO₄⁻, og du vil op på pH 7,40 som blod.
Es bedeutet: Ved lige store mængder er pH 7,21. For at nå 7,40 skal basen øges til 0,0155 Moll.
0,050 mol NH₄Cl og 0,020 mol NH₃ i samme opløsning. pKa for NH₄⁺ er 9,25.
Es bedeutet: pH bliver 8,85, fordi der er mindre base end syre (forholdet 0,4). For pH = pKa skal basen være 0,05 Moll, lige så meget som syren.
Lige store mængder syre og base giver pH = pKa. Hver gang forholdet ganges med 10, stiger pH 1.
pH skal ligge mellem pKa − 1 og pKa + 1, hvis forholdet er mellem 1 : 10 og 10 : 1.