Labor / Säuren und Basen
Puffer-Rechner (Henderson–Hasselbalch-Rezept)
Stelle einen Puffer bei einem Ziel-pH-Wert her: Wähle einen gängigen Puffer wie Phosphat, Tris, Acetat oder HEPES oder gib einen beliebigen pKa-Wert ein. Du erhältst das Verhältnis sowie die Konzentrationen und Massen der Säure- und Basenform für dein Volumen.
Puffer-Rechner (Henderson–Hasselbalch-Rezept): Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung lautet pH = pKa + log₁₀([base] ÷ [acid]); das Verhältnis beträgt daher 10^(pH − pKa). Bei einem 100 mM-Phosphatpuffer mit pH 7.4 (pKa 7.2) beträgt das Verhältnis 1.585: 38.7 mM Natriumdihydrogenphosphat und 61.3 mM Dinatriumhydrogenphosphat. Für die Massen werden die bei jedem Puffer angegebenen molaren Massen der wasserfreien Verbindungen verwendet. Läuft zu 100% lokal in deinem Browser, ohne Datei-Uploads zum Server.
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Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung pH = pKa + log₁₀([Base] ÷ [Säure]) liefert das Verhältnis der beiden Formen für einen Ziel-pH-Wert; bei pH = pKa sind sie gleich. Bei den Massen werden die wasserfreien Formen mit den in den Ausgangsformeln der Liste angegebenen Molmassen angenommen. Überprüfe das Etikett der eingewogenen Substanz, da Hydrate schwerer sind. Die pKa-Werte gelten bei 25 °C und verschieben sich mit der Temperatur und der Ionenstärke, bei Tris besonders stark. Stelle den endgültigen pH-Wert daher mit einem Messgerät ein.
Rechenbeispiel
Für 500 mL 50 mM Trispuffer bei pH 8,0 (pKa 8,07) gilt: Verhältnis 10^(−0,07) = 0,851, also 27,0 mM Tris-HCl und 23,0 mM Tris-Base: 2,128 g und 1,393 g.
Um den pH-Wert einer schwachen Säure oder Base allein zu überprüfen, verwende den pH-Rechner.
Hydrate und Salze
Phosphatsalze werden häufig als Hydrate verkauft: Na₂HPO₄·7H₂O hat eine molare Masse von 268,07 g/mol, nicht 141,96 g/mol. Skaliere die Masse daher anhand des Verhältnisses der molaren Massen. Der Molare-Masse-Rechner liefert die Masse jeder Formel.
Stelle konzentrierte Stammlösungen der einzelnen Formen her, mische sie und verdünne sie anschließend mit dem Verdünnungsrechner.
So benutzt du es
- Wähle den Puffer aus oder gib seinen pKa-Wert ein.
- Gib den Ziel-pH-Wert, die Gesamtkonzentration des Puffers und das Volumen ein.
- Lies das Verhältnis von Base zu Säure sowie die einzuwiegende Menge jeder Form ab.
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Häufige Fragen
Welchen Puffer sollte ich auswählen?
Wähle einen Puffer, dessen pKa-Wert höchstens etwa 1 Einheit vom Ziel-pH-Wert entfernt ist; dort puffert er Änderungen am besten. Für pH 7.4 eignen sich Phosphat oder HEPES.
Warum zeigt mein Puffer einen anderen pH-Wert an?
pKa-Werte verändern sich mit der Temperatur und der Konzentration. Bei Tris beträgt die Änderung etwa −0.03 pro °C. Stelle den endgültigen pH-Wert daher mit einem pH-Meter und etwas Säure oder Base ein.
Was ist, wenn ich nur die Säureform habe?
Wiege die Säureform für die Gesamtkonzentration ein und titriere sie mit NaOH (oder eine Basenform mit HCl) bis zum Ziel-pH-Wert, den du mit einem pH-Meter kontrollierst.
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