Puffer
Englisch: buffer
1. Definition
2. Zusammensetzung
Ein Puffer besteht entweder aus einer schwachen Säure und ihrer konjugierten starken Base oder aus einer schwachen Base und ihrer konjugierten starken Säure.
3. Biochemie
Im Körper kann in jeder Zelle ein bestimmter pH-Wert gemessen werden. Dieser pH-Wert ist für die ordnungsgemäße Funktion des entsprechendes Gewebes von Bedeutung. Vor allem Enzyme haben ein ziemlich eng begrenztes pH-Optimum, in dem sie am besten arbeiten. Aber auch im Blut herrscht ein pH-Wert, der durch mehrere verschiedene Puffersysteme zwischen 7,36 und 7,44 konstant gehalten wird. Sinkt der pH unter diesen Wert, so spricht man von einer Azidose, ist er höher so kommt es zu einer Alkalose. Diese beiden Phänomene können lebensbedrohliche Folgen haben, da es zu einem Atem- und Kreislaufstillstand kommen kann.
4. Blutpuffer
4.1. Offene Puffersysteme
Die Reaktionspartner des Puffersystems können aus dem System entweichen.
- Bicarbonat-Puffer (das wichtigste Puffersystem des Körpers)
- Ammoniumpuffer
4.2. Geschlossene Puffersysteme
Die Reaktionspartner des Puffersystems können nicht aus dem System entweichen.
- Hämoglobin-Puffer
- Proteinatpuffer (praktisch alle Plasmaproteine, v.a. Albumin)
- Phosphatpuffer
5. Beispiel
Ein äquimolarer 0,2 M Acetat-Puffer liegt dann vor, wenn in einem Liter einer wässrigen Pufferlösung 0,1 mol Natriumacetat enthalten sind. Wenn H3O+-Ionen auf den Acetat-Puffer einwirken (Gleichung 1), übernimmt die Base Acetat die überschüssigen Protonen und bildet undissoziierte Essigsäure. Treten jedoch OH--Ionen hinzu (Gleichung 2), so entziehen diese der Essigsäure Protonen – es bilden sich Acetat-Ionen.
Gleichung 1 (Zugabe der Säure):
Das Resultat in beiden Fällen ist, dass Wasser entsteht. Daneben entstehen zusätzlich entweder Essigsäure oder deren Anion. Eine Konzentrationszunahme des einen oder anderen Bestandteils in der Pufferlösung wirkt sich jedoch wenig auf den pH-Wert aus. Das Beispiel des Acetat-Puffers lässt sich auch auf andere Pufferlösungen anwenden.