Salzsäure-Chlorid ( HCl & Cl-) Puffer?

Ich soll die Eignung eines Salszäure-Chlorid Puffers im Alltag untersuchen, doch finde ich dazu absolut keine Quellen. Ich verstehe auch nicht ganz, wie ich den pH eines solchen Puffers berechnen soll da bei mir dann pH= - 6,1 herauskommt.

Ich studiere Biowissenschaften und bräuchte dringend Hilfe.

Danke schon mal

Answer 1

[indiachinacook]

Ein typisches Puffersystem besteht aus einem Paar konjugierter Säuren/Basen, z.B. Es­sig­säure/Acetat oder Ammonium/Ammoniak. Wenn die Gleichgewichtskonzentra­tio­nen von Säure und Base ähnlich groß sind (so ungefähr 1:1 bis 1:5, bestenfalls 1:10), dann puffert das System:

• Wenn irgendjemand eine Säure hinzuschüttet, dann landen die neuen H⁺ vor allem an der Base des Puffers, und nur wenig davon erreicht das Wasser ⟹ es bilden sich nur wenig neue H₃O⁺-Ionen, der pH sinkt also nur wenig.
• Wenn irgendjemand eine Base dazuschüttet, dann reagiert die mit der Säure des Puffers und nicht mit dem Wasser ⟹ es bilden sich nur wenig neue OH⁻, der pH steigt also nur wenig.

Daraus folgt, daß man mit Salzäure in Wasser keinen Puffer bauen kann, denn die HCl ist ja immer vollständig dissoziiert, die Gleichgewichtskonzentration c(HCl) ist al­so immer ≈0. Dassiehst Du auch daran, daß eine HCl-Lösung ihren pH nicht än­dert, wenn Du zusätzliches NaCl darin auflöst (die HCl bleibt immer noch zu 100% dissoziiert). Eine 0.1 mol/l HCl hat pH=1, egal wieviel Salz noch dazukommt, aber eine 0.1 mol/l CH₃COOH (pH=2.88) reagiert drastisch auf NaCH₃CO₂-Zugabe (wenn man darin noch 0.1 mol/l Acetat löst, bekommt man einen Puffer mit pH=4.75).

Man kann desselben Sachverhalt auch noch anders Formulieren: Mit Essigsäure kann man einen Puffer machen, weil Essigsäure als Säure zwar stärker als H₂O, aber schwä­cher als H₃O⁺ ist; daher reagiert sie zwar sauer, aber dissoziiert nicht voll­stän­dig (das­sel­be gilt spiegelverkehrt fürs Acetat, das eine stärkere Base als H₂O, aber ei­ne schwä­­che­re Base als OH⁻ ist). Aber HCl ist als Säure stärker als H₃O⁺, und Cl⁻ ist als Ba­se schwä­­cher als H₂O; deshalb kann in wässriger Lösung nur Cl⁻ existieren, das so schwach ba­sisch ist, daß es niemals protoniert werden kann. Das zerlegt aber die Wir­kungs­wei­se des Puffers:

• Wenn jemand zu einer HCl/NaCl-Mischung Säure dazugibt, dann landen die neu­en H⁺ alle am Wasser und bilden H₃O⁺, denn das Cl⁻ will sie ja nicht auf­neh­men (es ist schwächer basisch als Wasser), der pH sinkt also.
• Wenn jemand Base zugießt, dann reagiert die mit den vorhandenen H₃O⁺ und ver­braucht sie; der pH steigt also. Insbesondere kann die Base nicht mit HCl reagie­ren, weil ja (im Gleichgewicht) gar keine HCl in der Lösung ist, nur Cl⁻.

Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik