Wie berechnet man den pH-Wert eines Puffers?

Mit der Henderson-Hasselbalch-Gleichung: pH = pKs + lg (c(A⁻) / c(HA)). Man braucht den pKs-Wert der schwachen Säure und die Konzentrationen von Säure und Base.

Welchen pH-Wert hat ein Puffer aus gleich viel Säure und Base?

Genau den pKs-Wert der Säure. Ein Essigsäure-Acetat-Puffer im Verhältnis 1 : 1 hat also pH 4,76.

In welchem Bereich puffert eine Lösung?

Etwa von pKs - 1 bis pKs + 1. Außerhalb dieses Bereichs liegt fast nur noch Säure oder fast nur noch Base vor, und die Pufferwirkung lässt stark nach.

pH-Wert von Pufferlösungen berechnen

Mit diesem Rechner bestimmst du den pH-Wert einer Pufferlösung mit der Henderson-Hasselbalch-Gleichung. Umgekehrt berechnet er, in welchem Verhältnis du Säure und Base mischen musst, um einen gewünschten pH-Wert zu erreichen.

Beispiele

Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung

Eine Pufferlösung besteht aus einer schwachen Säure HA und ihrer korrespondierenden Base A⁻. Ihren pH-Wert berechnet man mit pH = pKs + lg (c(A⁻) / c(HA)).

Beispiel: Ein Essigsäure-Acetat-Puffer enthält 0,1 mol/l Essigsäure und 0,2 mol/l Acetat. Mit pKs = 4,76 ergibt sich pH = 4,76 + lg 2 = 4,76 + 0,30 = 5,06.

Mischungsverhältnis für einen Ziel-pH

Stellt man die Gleichung um, erhält man das nötige Verhältnis: c(A⁻) / c(HA) = 10^(pH - pKs). Für einen Phosphatpuffer mit pKs = 7,21 und dem Ziel pH 7,4 ergibt sich 10^0,19 = 1,55. Man braucht also etwa 1,55-mal so viel Hydrogenphosphat wie Dihydrogenphosphat.

Liegen Säure und Base in gleicher Konzentration vor, ist der Logarithmus null, und der pH-Wert entspricht genau dem pKs-Wert.

Pufferbereich

Ein Puffer wirkt gut, solange das Verhältnis von Base zu Säure zwischen etwa 1 : 10 und 10 : 1 liegt. Das entspricht einem pH-Bereich von pKs - 1 bis pKs + 1. Außerhalb davon weist dich der Rechner darauf hin.

Wähle deshalb für einen gewünschten pH-Wert ein Säure-Base-Paar, dessen pKs-Wert möglichst nahe daran liegt. Die Grundlagen zum pH-Wert findest du auch im pH-Wert-Rechner.