Henderson-Hasselbalch Rechner



Was ist Henderson-Hasselbalch?

Henderson-Hasselbalch ist eine vereinfachte Gleichung zur Berechnung des pH-Wertes von Pufferlösungen.

Ein Puffer besteht aus einer schwachen Säure und ihrer konjugierten Base (oder einer schwachen Base und ihrer konjugierten Säure).

Wichtige Konzepte:
  • pKa: Stärke der Säure (kleiner = stärker)
  • [A⁻]: Konzentration der Salzform (konjugierte Base)
  • [HA]: Konzentration der Säureform
  • Puffer-Kapazität: Fähigkeit, pH-Änderungen abzufedern
Praktische Anwendung:

Puffer sind essentiell in:

  • Blutpuffer (pH ≈ 7.4)
  • Laborchemie und Biochemie
  • Pharmazie und Medizin
  • Lebensmittelindustrie
Tipp: Wenn pH = pKa, dann [A⁻] = [HA] und der Puffer hat maximale Kapazität.
Formeln
Henderson-Hasselbalch Gleichung:
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
pH = Wasserstoff-Exponent, pKa = Säure-Konstante, [A⁻] = Salzform, [HA] = Säureform
pKa berechnen:
pKa = -log(Ka)
Ka = Säuredissoziationskonstante
Verhältnis berechnen:
[A⁻]/[HA] = 10^(pH - pKa)
Verhältnis der Salzform zur Säureform
Maximale Puffer-Kapazität:
pH ≈ pKa (wenn [A⁻] = [HA])
Puffer wirkt am besten um pKa ± 1 pH-Einheit


Beispiele
Beispiel 1: Essigsäure-Puffer
• pKa = 4.75
• [CH₃COO⁻]/[CH₃COOH] = 1
• pH = 4.75 + log(1) = 4.75
Beispiel 2: Phosphat-Puffer
• pKa = 7.2
• [HPO₄²⁻]/[H₂PO₄⁻] = 1
• pH = 7.2 + log(1) = 7.2
Beispiel 3: Mehr Salzform
• pKa = 4.75
• [A⁻]/[HA] = 10
• pH = 4.75 + log(10) = 5.75
(pH erhöht sich um 1 Einheit)
Beispiel 4: Mehr Säureform
• pKa = 4.75
• [A⁻]/[HA] = 0.1
• pH = 4.75 + log(0.1) = 3.75
(pH sinkt um 1 Einheit)
Technischer Hintergrund
Die Henderson-Hasselbalch Gleichung

Diese Gleichung ist eine Approximation der genauen Säuredissoziationsgleichung. Sie funktioniert gut, wenn:

  • Die Konzentration des Puffers relativ hoch ist
  • Das Verhältnis [A⁻]/[HA] nicht extremer als 100:1 ist
  • Wasser-Autoionisation vernachlässigbar ist
Wichtige pKa-Werte (25°C)
Säure Formel pKa
Essigsäure CH₃COOH 4.76
Phosphorsäure (1.) H₃PO₄ 2.12
Phosphorsäure (2.) H₂PO₄⁻ 7.21
Kohlensäure H₂CO₃ 6.35
Ammonium NH₄⁺ 9.25
Puffer-Bereiche

Ein Puffer mit pKa = 7.0 funktioniert am besten bei pH 6–8 (pKa ± 1).

Praktische Anwendungen
  • Blutpuffer: Carbonat/Kohlensäure-Puffer (pH 7.4)
  • Laborbereiche: Phosphat-, Citrat-, Tris-, Acetat-Puffer
  • Biologie: Pflanzliche und tierische Zellen brauchen stabile pH-Werte
  • Analytik: pH-Kontrolle bei Titrationen
Häufige Fehler
  • pKa mit Ka verwechseln (pKa = -log Ka)
  • Zehnerlogarithmus (log₁₀) statt natürlichem Logarithmus verwenden
  • Konzentration vs. Menge verwechseln (die Gleichung braucht Konzentration!)
  • Vereinfachung zu stark treiben (Henderson-Hasselbalch ist eine Approximation)

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