Pufferkapazität

In der Chemie beschreibt die Pufferkapazität <math>\beta</math> <ref>Udo R. Kunze, Georg Schwedt: Grundlagen der qualitativen und quantitativen Analyse, 4. Auflage, Georg Thieme Verlag Stuttgart/New York 1996, Auflistung der Formelzeichen im Vorspann XVI, Pufferkapazität (beta), ISBN 3-13-585804-9</ref>, auch Pufferungskapazität genannt, die Menge an Säure oder Base, die von einem Puffer ohne wesentliche Änderung des pH-Werts abgefangen werden kann.<ref name="q1">Müfit Bahadır, Harun Parlar, Michael Spiteller (Hrsg.): Springer-Umweltlexikon. Springer Verlag, Berlin/Heidelberg/New York, 1995. ISBN 3-540-54003-2, S. 828.</ref> Sie ist somit ein Maß für die Stabilität des pH-Werts einer Lösung bei Zugabe von starken Basen oder starken Säuren.

Die Pufferkapazität gibt an, wie viele Oxonium-Ionen (H₃O⁺) bzw. Hydroxidionen (OH⁻) einem bestimmten Volumen einer Lösung zugegeben werden können, bis deren pH-Wert einen bestimmten Wert erreicht hat<ref name="q2">DIN 38409-7:2005-12 Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung - Summarische Wirkungs- und Stoffkenngrößen (Gruppe H) - Teil 7: Bestimmung der Säure- und Basekapazität (H 7). Beuth Verlag, Berlin. S. 8.</ref> bzw. bis deren pH-Wert um eine Einheit abgesenkt bzw. erhöht wird<ref name="q1"/>. Die Einheit der Pufferkapazität ist Millimol pro Liter oder Mol pro Kubikmeter.<ref name="q2"/>

Die Pufferkapazität hängt von den in der Lösung vorliegenden Konzentrationen an schwachen Säuren und Basen ab, die den Puffer bilden.<ref name="q1"/> In einer Lösung kann H₃O⁺ nur abgepuffert werden, wenn die schwache Base noch in ausreichender Konzentrationen vorliegt. Analog dazu kann OH⁻ nur abgepuffert werden, wenn noch genügend schwache Säure vorliegt. Je höher die Konzentrationen der schwachen Säure und Base in einer Lösung sind, desto größer ist die Pufferkapazität. Diese ist dann am größten, wenn Puffersäure und Salz in äquimolaren Mengen vorliegen.<ref name="q1"/> Als Faustregel kann man sagen, dass ein Puffer erschöpft ist, sobald das Verhältnis der Säure-/Base-Konzentration den Wert 1 zu 10 (bzw. 10 zu 1) überschreitet. Der pH-Wert eines Puffers kann daher um ±1 schwanken, bevor er erschöpft ist.

Im menschlichen Blut sorgt die sogenannte Alkalireserve (ein Vorrat an basisch puffernden Substanzen) für eine Pufferkapazität im Bezug auf die Lösung von Kohlenstoffdioxid („Blutpuffer“).<ref name="q1"/>

Siehe auch

Einzelnachweise