Puffer-Labor
Über diese App
Tropfen direkt in den Becher ziehen: Essigsäure/Acetat, Ammonium/Ammoniak, Phosphat oder Hydrogencarbonat im Blut fangen H₃O⁺ und OH⁻ Teilchen für Teilchen ab, bis der Vorrat verbraucht ist. Vergleichsbecher mit reinem Wasser, Pufferkurve, Pufferbereich pKs ± 1, Kapazitätsbalken, exakte Rechnung und Abi-Aufgaben.
Mit Erklärmodus: Ein KI-Tutor führt dich durch die App, zeigt in der Szene, worauf es ankommt, und beantwortet deine Fragen.
Worum es geht
Eine Pufferlösung enthält eine schwache Säure HA und ihre korrespondierende Base A⁻. Zugegebene Oxonium-Ionen reagieren mit A⁻ zu HA, Hydroxid-Ionen reagieren mit HA zu A⁻. Der pH-Wert hängt nach der Henderson-Hasselbalch-Gleichung pH = pKs + lg(c(A⁻)/c(HA)) nur vom Verhältnis ab und ändert sich deshalb wenig. Das gilt, solange beide Formen reichlich vorhanden sind. Als Pufferbereich gilt pKs ± 1. Ist der Vorrat verbraucht, ist die Kapazität erschöpft und der pH-Wert fällt oder steigt steil.
Was die App zeigt
Im Becher stehen HA und A⁻ als Teilchen, ein Teilchen entspricht 0,1 mmol. Jeder Tropfen Salzsäure oder Natronlauge fällt zugleich in einen Vergleichsbecher mit reinem Wasser. Dort springt der pH-Wert sofort, im Puffer fliegen die Ionen zu einem Partner und wandeln ihn um. Die Pufferkurve wächst mit, der Kapazitätsbalken zeigt den Vorrat. Die Rechnung nutzt die vollständige Ladungsbilanz mit allen Protolysestufen und Volumenzunahme.
Was du ausprobieren kannst
Setze Essigsäure/Acetat, Ammonium/Ammoniak, Dihydrogenphosphat/Hydrogenphosphat oder Kohlensäure/Hydrogencarbonat im Blut an und ändere Verhältnis und Gesamtkonzentration. Zieh Tropfen in den Becher oder halte die Pipette gedrückt. Beim Blut schaltest du die Lunge zwischen offen und geschlossen um. Im Aufgabenteil setzt du eine Marke in die Kurve: Wie viel verträgt der Puffer noch, welchen pH-Wert erreicht er, welches Paar passt zu einem gesuchten pH-Wert? Die Rückmeldung zeigt die Rechnung.
Häufige Fragen
- Wie funktioniert ein Puffer?
- Ein Puffer enthält eine schwache Säure und ihre korrespondierende Base. Die Base fängt zugegebene H₃O⁺ ab, die Säure fängt OH⁻ ab. Dabei ändert sich nur das Verhältnis der beiden Formen, der pH-Wert verschiebt sich wenig.
- Was ist der Pufferbereich?
- Der Pufferbereich ist der pH-Bereich pKs ± 1. Das Verhältnis c(A⁻) : c(HA) liegt dort zwischen 1 : 10 und 10 : 1. Außerhalb ist eine der beiden Formen fast verbraucht.
- Was ist die Pufferkapazität?
- Sie beschreibt, wie viel starke Säure oder Lauge ein Puffer abfangen kann, bevor sich der pH-Wert deutlich ändert. Sie steigt mit der Gesamtkonzentration: Doppelte Stoffmenge heißt doppelte Kapazität bei gleichem pH-Wert.
- Was zeigt die App zum Blutpuffer?
- Das Hydrogencarbonat-System mit pKs′ = 6,1 bei 37 °C, 24 mmol/L HCO₃⁻ und 1,2 mmol/L CO₂, also pH 7,40. Du schaltest die Lunge um und siehst: 0,5 mmol Säure senken den pH-Wert offen auf 7,30, geschlossen auf 6,59.
Fach: Chemie
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