Hilfe - Wann hat man Pufferbereiche?

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3 Antworten

Ich sehe mit Schrecken, daß in meiner Antwort eine Graphik verloren­gegangen ist, nämlich ausgerechnet die mit der Phosphorsäure, in der man alle drei Pufferbereiche sieht.

Da man Graphiken nur an frische Antworten, aber nicht an Kommentare, anheften kann, muß ich sie mit einer neuen Antwort nachtragen. Sonst hängen nämlich die folgenden Absätze aus meiner ersten Antwort in der Luft:

Du siehst die Speziesverteilung der H₃PO₄ (rot) bis PO₄³⁻ (blau) in Phosphat-Lösungen bestimmten pH-Wertes. Über weite pH-Bereiche gibt es nur eine Spezies, und dann hat die Lösung keine Pufferwirkung. Die Pufferkapazität ist die gelbe Kurve, je größer sie ist umso stärker puffert die Lösung — die orange Kurve ist die Pufferkapazität der Phosphat-Ionen allein, also ohne den Beitrag von H₃O⁺ und OH⁻.

Du siehst, daß die Pufferkapzität Maxima rund um die pKₐ-Werte hat (kleine schwarze Striche an der unteren Skala) hat.

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Kommentar von roromoloko
01.08.2016, 18:29

Danke für die Veranschauchlichung :) Aber ich habe immer noch nicht so ganz verstanden, wieso bei der Phosphorsäure nur ein Pufferbereich gibt, obwohl es mehrere Dissoziationsstufen vorhanden sind :/

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Einen Puffer hast Du genau dann, wenn eine Säure und ihre konjugierte Base nebeneinander vorliegen. Also z.B. Essigsäure und Acetat — in diesem einfachen Fall ist das bei pK ≈ pKₐ gegeben, bei pH ≪ pKₐ hast Du nur Säure und bei pH ≫ pKₐ hast Du nur Acetat in der Lösung.

Bei Phosphorsäure ist es genauso. Weil es drei pK-Werte gibt, gibt es auch drei Pufferbereiche, aber zwei davon liegen ziemlich am Rand der pH-Skala, und da puffern auch die H₃O⁺ bzw. OH⁻ bereits kräftig, so daß diese Puffer weniger nützlich sind als der H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻-Puffer im Neutralen.

Die angehängte Graphik zeigt das im Detail. Du siehst die Speziesverteilung der H₃PO₄ (rot) bis PO₄³⁻ (blau) in Phosphat-Lösungen bestimmten pH-Wertes. Über weite pH-Bereiche gibt es nur eine Spezies, und dann hat die Lösung keine Pufferwirkung. Die Pufferkapazität ist die gelbe Kurve, je größer sie ist umso stärker puffert die Lösung — die orange Kurve ist die Pufferkapazität der Phosphat-Ionen allein, also ohne den Beitrag von H₃O⁺ und OH⁻.

Du siehst, daß die Pufferkapzität Maxima rund um die pKₐ-Werte hat (kleine schwarze Striche an der unteren Skala) hat.

Bei Glycin ist es ähnlich, man hat einen Pufferbereich rund im pH 10, der ist gut nutzbar, aber der andere liegt im Sauren und verschwindet bereits halb in der Pufferkapazit von H₃O⁺.

Ein anderer Fall ist Citrat, da sind die pKₐ-Werte einander sehr ähnlich, und man bekommt einen großen, breiten Pufferbereich mit insgesamt vier verschiedenen Spezies.

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Bei einem Puffer handelt es sich um eine Säure und ihre konjugierte Base.

Wenn die Säure nun Phosporsäure (H3PO4) ist, dann ist die konjugierte Base Dihydrogenphosphat (H2PO4 -)

Wenn aber die Säure Natriumdihydrogenphosphat (NaH2PO4) ist, dann ist die konjugierte Base Dinatriumhydrogenphosphat (Na2HPO4)

Im Gegensatz zur Phosphorsäure ist eine Aminosäure eine organische Verbindung und diese besitzt zwei funktionelle Gruppen. Du solltest hier nicht Äpfel mit Birnen vergleichen wollen.

Gruß

Henzy

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Kommentar von roromoloko
01.08.2016, 15:25

Ja klar sind das zwei unterschiedliche Paar Schuhe, daher war ja meine Frage "Wann hat man Pufferbereiche".. Also wieso hat man bei Aminosäuren zwei Pufferbereiche und bei Phosphorsäure einen

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