dem Chemieunterricht bekannt. Puffersysteme spielen aber nicht nur in der Chemie, sondern auch im Biologie-Bereich eine Rolle. Ein sehr bekanntes Puffersystem findet sich in unserem Blut. Die Pufferlösungen und Systeme sollen für einen stabilen pH-Wert sorgen, selbst wenn Säuren und Laugen zugegeben werden, darf sich der pH-Wert nicht extrem verändern. In biologischen Systemen können durch einen konstanten pH-Wert lebenswichtige Funktionen aufrechterhalten werden.
Puffer – was ist unter dem Begriff zu verstehen?
Ein Puffer wird auch als Puffersystem bezeichnet. Die Puffersysteme gelten als Stoffgemische und sollten den pH-Wert in einem berechenbaren Rahmen halten. Wenn saure oder basische Substanzen zu einem Puffersystem gegeben werden, verändert sich der pH-Wert nicht extrem, sondern hält sich in einem definierten Rahmen.
Woraus bestehen Pufferlösungen?
Pufferlösungen sind aus schwachen Säuren und ihren konjugierten Basen zusammengesetzt. Des Weiteren werden, neben Säuren und Basen auch sogenannte bifunktionale Moleküle und Ampholyte als Puffer genutzt. Eine bekannte Pufferlösung ist beispielsweise der Carbonatpuffer. Der Puffer setzt sich aus Kohlensäure und Natriumhydrogenbarbonat zusammen. Der Puffer besitzt pH-Wert, die zwischen pH 7,35 und 7,45 liegen. Carbonatpuffer ist ein Blut-Puffer, der dafür sorgt, das in biologischen Systemen der pH-Wert konstant gehalten wird. Würde die Pufferlösung nicht existieren, würde der pH stark schwanken und die biologischen Funktionen könnten nicht mehr gewährleistet werden. Ohne Puffer würde der pH-Wert im Blut unter 6,8 fallen oder über 8,0 steigen. Beide Grenzwerte dürfen nicht unter- (pH 6,8) bzw. überschritten (pH 8,0) werden. Das wäre für Menschen tödlich.
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Wo werden Puffer genutzt?
Puffer sind in biologischen Systemen zu finden und sind für Tiere sowie Menschen essenziell. Ohne einen Puffer könnten bestimmte Funktionen von Mensch und Tier nicht mehr aufrechterhalten werden. Eine Aufnahme von Säuren und Basen würde zu starken pH-Schwankungen und schließlich zum Tod des Individuums führen. Starke Basen und Säuren können, bis zu einem gewissen Grad, der Pufferlösung zugefügt werden, ohne dass der pH-Wert den definierten Rahmen verlässt. Die Menge an Basen und Säuren, die ein Puffersystem aufnehmen kann, ohne einen bestimmten pH-Wert-Rahmen zu verlassen, wird als Pufferkapazität bezeichnet. In der Chemie werden ebenfalls Pufferlösungen genutzt. Die Bereiche der technischen Chemie sowie der Analytik setzen die Systeme beispielsweise ein. Unabdingbar bei dieser Tätigkeit: Ein ph-Meter!
Welche Puffersysteme werden unterschieden?
Es werden geschlossene von offenen Pufferlösungen unterschieden. Eine Pufferlösung in geschlossenen Systemen finden im Puffer statt, ohne dass die Lösung mit der Umgebung direkt reagiert. Offene Puffersysteme reagieren hingegen mit der Umgebung. Ein offenes Puffersystem ist der Bicarbonat-CO2-Puffer in der Lunge. CO2 wird ausgeatmet, um den pH-wert stabil u halten. Der Essigsäure-Acetat-Puffer ist ein geschlossenes Puffersystem und die Pufferreaktion findet nicht mit der Umgebung statt.
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