Was ist damit gemeint?

,,Das Puffer fängt die Oxonium-Ionen und Hydroxid-Ionen ab.''

Answer 1

[DedeM]

Moin,

zunächst einmal: „Das Puffersystem...”, (nicht „Das Puffer”; wenn schon, dann „Der Puffer”, aber am besten, wie bereits geschrieben: „Das Puffersystem...”).

Doch nun zur Frage:

Ein Puffersystem besteht aus einer schwachen Säure (oder Base) und einem Salz dieser schwachen Säure (oder Base).

Der „Trick” ist nun, dass die schwache Säure nicht automatisch ihr Proton abgibt (weil sie in ihrer Säurewirkung ja schwach ist). Das bedeutet, dass es viele Säuremoleküle gibt, die noch ihr Proton besitzen.
Wenn du nun aber zu der Pufferlösung Hydroxid-Anionen (OH^–) zufügst, die ja bekanntlich stark basisch sind und somit den pH-Wert der Lösung sehr erhöhen würden, dann geben die Säuremoleküle des Puffers eben doch ihre Protonen an die Hydroxid-Anionen ab und machen daraus neutrales Wasser:

H⁺ (von der Säure) + OH^– (von der zugefügten Base) → H₂O (neutrales Wasser)

Somit können die schwachen Säuremoleküle des Puffersystems die zugefügten Hydroxid-Anionen abfangen und neutralisieren. Dadurch haben die zugefügten Hydroxid-Anionen so gut wie keinen Einfluss auf den pH-Wert der Lösung (so lange noch undissoziierte Säuremoleküle des Puffersystems vorhanden sind).

Wenn du umgekehrt aber eine starke Säure in dein Puffersystem kippst, dann bilden sich in der Lösung sehr viele Oxoniumionen (H₃O⁺). Die würden normalerweise den pH-Wert der Lösung stark senken. Weil aber im Puffersystem auch basische Salzanionen der schwachen Säure sind, fangen diese die Protonen der Oxoniumionen ab und es entsteht einerseits wieder neutrales Wasser und ein Molekül der schwachen Säure, die - wie oben schon geschrieben - ihr gerade aufgenommenes Proton nicht leicht abgibt (weil sie ja eine schwache Säure ist):

H₃O⁺ (nach Zugabe einer starken Säure) + B^– (Anion des Salzes der schwachen Säure) → H₂O + HB (schwache Säure)

Ein typisches Puffersystem ist zum Beispiel der Ethansäure (Essigsäure)-Acetat-Puffer.
Er besteht aus der schwachen Ethansäure (Essigsäure) und einem wasserlöslichen Salz der Ethansäure (zum Beispiel Natriumacetat).

CH₃–COOH / CH₃–COO^–

Die Essigsäuremoleküle (CH₃–COOH) geben bei Bedarf ihr Proton ab und fangen dadurch zugefügte Hydroxid-Anionen ein.
Die Acetat-Anionen (CH₃–COO^–) nehmen gegebenenfalls die Protonen von Oxoniumionen auf, werden zu Essigsäuremolekülen und machen aus den Oxoniumionen neutrales Wasser.

Fazit: Sowohl nach der Zugabe von Hydroxid-Anionen als auch bei der Zugabe von Oxoniumionen verändert sich der pH-Wert einer gepufferten Lösung so gut wie gar nicht, weil das Puffersystem sowohl die Hydroxid-Anionen als auch die Oxoniumionen abfangen und neutralisieren kann...

LG von der Waterkant