Wie lässt sich der pH-Wert eines Puffers berechnen? Herleitung der Gleichung am Beispiel.

Ein Puffer ist eine Lösung, die den pH-Wert stabil hält, auch wenn kleine Mengen von Säuren oder Basen hinzugefügt werden. Die Berechnung des pH-Werts eines Puffers erfolgt häufig mit der Henderson-Hasselbalch-Gleichung. Diese Gleichung lautet:

\[ \text{pH} = \text{pK}_a + \log\left(\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\right) \]

Hierbei ist:
- \(\text{pH}\) der gesuchte pH-Wert,
- \(\text{pK}_a\) der negative Logarithmus der Säurekonstante \(K_a\) der schwachen Säure,
- \([\text{A}^-]\) die Konzentration der konjugierten Base,
- \([\text{HA}]\) die Konzentration der schwachen Säure.

**Beispiel:**

Angenommen, du hast eine Pufferlösung, die aus 0,1 M Essigsäure (HA) und 0,1 M Natriumacetat (A^-) besteht. Der pK_a-Wert von Essigsäure beträgt etwa 4,76.

1. **Bestimme die Konzentrationen:**
- \([\text{HA}] = 0,1 \, \text{M}\) (Essigsäure)
- \([\text{A}^-] = 0,1 \, \text{M}\) (Natriumacetat)

2. **Setze die Werte in die Henderson-Hasselbalch-Gleichung ein:**

\[
\text{pH} = 4,76 + \log\left(\frac{0,1}{0,1}\right)
\]

3. **Berechne den Logarithmus:**
- \(\log(1) = 0\)

4. **Berechne den pH-Wert:**

\[
\text{pH} = 4,76 + 0 = 4,76
\]

Der pH-Wert der Pufferlösung beträgt also 4,76. Diese Methode zeigt, wie man den pH-Wert eines Puffers berechnet und die Stabilität des pH-Werts bei Zugabe von Säuren oder Basen erklärt.