bufferbereik

Bufferbereich, auch als bufferbereich oder Pufferbereich bezeichnet, ist der pH-Bereich, in dem eine Pufferlösung pH-Veränderungen durch Zugabe von Säuren oder Basen weitgehend kompensiert. Er hängt von der chemischen Natur des Puffers (dem konjugierten Säure–Base-Paar) sowie von der Gesamtkonzentration der Puffersysteme ab.

Die Beziehung zum pH-Wert wird oft mit der Henderson-Hasselbalch-Gleichung beschrieben: pH = pKa + log([A-]/[HA]). Der praktische Bufferbereich wird üblicherweise als der Bereich angesehen, in dem das Verhältnis von konjugierter Base zu konjugierter Säure zwischen 0,1 und 10 liegt, was grob einem pH-Umkreis von ca. pKa ± 1 entspricht. In diesem Bereich ändert sich der pH-Wert relativ wenig gegenüber kleinen Zugaben von Säure oder Base.

Wichtig ist der Unterschied zwischen Pufferbereich und Pufferkapazität. Die Kapazität beschreibt, wie viel starke Säure oder Base nötig ist, um den pH um eine bestimmte Größe zu verschieben; sie hängt von der Gesamtkonzentration des Puffers ab und ist am pKa-Maximum am größten. Der Bufferbereich ist kein fester Wert, sondern ergibt sich aus der gewünschten Toleranz gegenüber pH-Änderungen.

Beispiele: Ein Acetatpuffer (pKa ~4,76) deckt typischerweise etwa den Bereich 3,8 bis 5,8 ab. Ein Phosphatpuffer (Paar H2PO4–/HPO4^2–, pKa ~7,2) wird häufig im Bereich rund um pH 6–8 eingesetzt. Bufferbereiche werden in Chemie, Biologie und Pharmazie genutzt, um Reaktionen und biologische Prozesse pH-stabil zu halten.