Dihydrogenphosphat/Hydrogenphosphat-Puffer?
Dihydrogenphosphat/Hydrogenphosphat-Puffer
Das Dihydrogenphosphat/Hydrogenphosphat-Puffersystem wird häufig zum Kalibrieren von pH-Metern eingesetzt. Der pKS-Wert von Dihydrogenphosphat wird mit 6,9 angegeben.
a) Erläutern Sie am Beispiel des Dihydrogenphosphat/Hydrogenphosphat-Puffers den Aufbau eines Puffersystems.
b) Erläutern Sie die Wirkungsweise des Puffers bei Zugabe von Hydronium-Ionen sowie bei Zugabe von Hydroxid-Ionen. Geben Sie auch die entsprechenden Reaktionsgleichungen an.
c) Zu 100 ml Dihydrogenphosphat/Hydrogenphosphat-Pufferlösung, die 1,42 g Natriumhydrogenphosphat und 1,20 g Natriumdihydrogenphosphat enthalten, wird 1 ml Salzsäure (c = 1mol/l) gegeben. Berechnen Sie den pH-Wert nach Zugabe der Salzsäure.
1 Antwort
Ich mache mal die Aufgabe c) dabei wird deutlich, wie das funktioniert. Gerechnet wird mit der Puffergleichung nach Henderson-Hasselbalch.
pH = pKa - lg(HA/A⁻)
Im vorliegenden Fall ist
- HA = c(NaH2PO4) = 0,1 mol/L und
- A⁻ = c(Na2HPO4) = 0,1 mol/L
- pKs NaH2PO4 = 7,21
Es liegen hier also identische Stoffmengen an Säure und konjugierter Base vor. Der Puffer ist symmetrisch. Der logarithmische Teil wird Null, da lg(1) = 0 und es gilt daher:
pH = pKa
Nun wird Salzsäure (1 mmol) zugegeben und verschiebt damit das Verhältnis wie folgt.
10 mmol Na2HPO4 + 1 mmol HCl --> 9 mmol Na2
HPO4 + 1 mmol NaH2PO4 + 1 mmol NaCl
Damit sieht die Puffergleichung wie folgt aus:
pH = 7,21 - lg(11/9) = 7,12
Die Massen m werden über die molaren Massen M in die Stoffmengen n umgerechnet.
n = m/M
Die molaren Massen kann man entweder über die atomaren Massen der beteiligten Atome in der Verbindung rechnen oder einfacher bei der Wikipedia recherchieren. Die molaren Stoffmengenkonzentrationen sind definiert als:
c = n/V [mol/L]
Wofür sind denn die Grammangaben dann wichtig und woher kennst du die Konzentrationen von 0,1 mol/L?