Säure-Base-Puffer

Säure-Base-Puffer sind Lösungen, die den Einfluss von starken Säuren oder starken Laugen auf den pH-Wert reduzieren, anders als bei ungepufferten Systemen. Genauer gesagt:

Einige der gängigsten Puffer sind Phosphatpuffer, Essigsäure-Acetat-Puffer oder Citratpuffer. 

Der Phosphatpuffer puffert im neutralen Bereich und beinhaltet das konjugierte Säure-Base-Paar Dihydrogenphosphation/Hydrogenphosphation . Dabei überlagern sich folgende Gleichgewichte innerhalb der Lösung:

Wenn man nun dieser Pufferlösung eine Säure zugibt, so fängt die Base die in der Säure enthaltenen Oxoniumionen ab indem sich Wasserteilchen und Säureteilchen bilden.  
Nach der Zugabe ist die Konzentration der Puffersäure gestiegen und die Konzentration der Pufferbase gesunken. 

Mathematischer Zusammenhang des pH-Wertes einer Pufferlösung und deren Pufferkomponenten

 In diesem Abschnitt möchten wir nun die Puffergleichung, oder auch Henderson-Hasselbalch-Gleichung mathematisch herleiten. Hierzu stellen wir zuerst ein allgmeines Puffersystem auf:

In der obigen Gleichung liegt eine schwache Säure und ihre konjugierende Base vor. Als Nächstes stellen wir die Gleichung für die Säurekonstante auf und lösen diese anschließend nach auf:

Im nächsten Schritt logarithmieren wird diese Gleichung negativ dekadisch und erhalten:

Aus dieser Gleichung können wir folgenden mathematischen Zusammenhang ableiten:

Sind die Konzentrationen von Säure und konjugierende Base identisch, so ist der Wert -Wert (der Säure) denn .