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Experiment des Monats
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Pufferlösungen ändern bei Zugabe von Säuren und Laugen (in Grenzen) sowie beim Verdünnen den pH-Wert nur minimal. Am Beispiel des Essigsäure/Acetat-Puffers lässt sich diese Eigenschaft gut demonstrieren.
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Geräte und Chemikalien:
6 Reagenzgläser, Reagenzglasständer, Bürette.
4 M Essigsäure,
4 M Natriumacetat-Lösung,
2 M Salzsäure,
2 M Natronlauge,
Thymolblau-Lösung (0,1% in Ethanol).
Durchführung:
Drei Reagenzgläser werden mit 5 ml 4 M Essigsäure und 5 ml Wasser befüllt (A),
drei weitere mit 5 ml Essigsäure und 5 ml Natriumacetatlösung (B).
Zu allen Lösungen 3 Tropfen Thymolblau-Lösung geben.
Mit einer Bürette tropfenweise Salzsäure in ein Reagenzglas A geben, bis der Indikator nach rot umschlägt.
Das Volumen notieren. Nun in ein Reagenzglas B bis zum Farbumschlag Salzsäure geben und Volumen notieren.
Den Vorgang nun mit Natronlauge bei je einem Reagenzglas A bzw. B wiederholen, der Farbumschlag erfolgt hier
nach blau. Vergleichen Sie die zugegebenen Volumina.
Erklärung:
Thymolblau besitzt zwei Umschlagsbereiche: im stark sauren Bereich ist der Indikator rot, bei neutralen pH-Werten gelb
und in Laugen blau. In der essigsauren Lösung genügen schon wenige Tropfen Salzsäure, um den pH-Wert auf
< 2 abzusenken und die Rotfärbung zu erreichen. Dagegen müssen 10 ml Natronlauge zugesetzt werden,
um die Essigsäre zu neutralisieren. Erst dann wird der basische pH-Bereich erreicht.
Im Esigsäure-Acetat-Gemisch liegt ein Puffer-System vor (bestehend aus einer schwachen Säure - hier die
Essigsäure - und ihrem Salz = konjugiertes Säure-Base-Paar). Diese Lösungen haben die Eigenschaft,
bei (mäßiger) Säuren- oder Laugenzugabe den pH-Wert nur minimal zu verändern. Ursache dafür
ist, daß kleine Mengen Säure vom Acetat neutralisiert werden, kleine Mengen Lauge von der Essigsäure.
Der pH-Wert ändert sich erst, wenn eine der beiden Komponenten vollständig neutralisiert wurde, also z.B.
die gleiche Stoffmenge Salzsäure zugegeben wurde, wie Acetat-Ionen vorher vorhanden waren. Die Unterschiede zwischen
beiden Lösungen sieht man am Ende auch gut an den verschiedenen Volumina.
Gefahren:
Salzsäure und Natronlauge sind ätzend.
Entsorgung:
Die neutralisierten Lösungen können zum Abwasser gegeben werden.
Literatur & Links:
Chemisches Praktikum für Mediziner und Zahnmediziner, Universität Erlangen-Nürnberg;
Versuch 4.4
Chemisches Praktikum für Mediziner und Zahnmediziner, Charité - Universitätsmedizin Berlin;
Versuch 2.4
Simon Spycher; Johann Gasteiger:
Pufferlösungen
(Vernetztes Studium - Chemie, CCC Erlangen)
Frau Margitta Lorenz, Frau Bianca Berg (Charité Berlin) und Frau Dipl.-Chem. Gisela Falk (Univ. Erlangen-Nürnberg) danke ich sehr herzlich für die Unterstützung.
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Seite erstellt am: Samstag, 31. Januar 2009,
A. Schunk,
Charité - Universitätsmedizin Berlin.
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