Erstellt am: 17. Juni 2026 um 17:25

Henderson-Hasselbalch-Gleichung berechnen

Eingaben

pKs-Wert der schwachen Säure4,76
Konjugierte Base [A⁻]0,1 M
Schwache Säure [HA]0,1 M

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Chemie

Henderson-Hasselbalch-Gleichung berechnen

Berechnet den pH-Wert eines Puffers aus dem pKs-Wert und dem Verhältnis von konjugierter Base zu schwacher Säure: pH = pKs + log([A⁻]/[HA]).

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Dies ist ein schwacher Puffer — der pH-Wert liegt mehr als 1 Einheit vom pKs-Wert entfernt, sodass der Puffer pH-Änderungen kaum abfangen kann. Wählen Sie eine Säure mit einem pKs-Wert näher am Ziel-pH.

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Was beschreibt die Henderson-Hasselbalch-Gleichung?

Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung verknüpft den pH-Wert einer Pufferlösung mit dem pKs-Wert der enthaltenen schwachen Säure und dem Konzentrationsverhältnis ihrer konjugierten Base zur Säure. Sie ist eine umgestellte Form des Massenwirkungsgesetzes für die Säuredissoziation und das Standardwerkzeug, um den pH-Wert eines Puffers vorherzusagen oder einen Puffer auf einen Ziel-pH einzustellen.

Die Formel

pH=pKs+log⁡10 ⁣([A−][HA])\text{pH} = \text{p}K_s + \log_{10}\!\left(\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}\right)
SymbolGrößeEinheit
pHpH-Wert des Puffers—
pKsSäuredissoziationskonstante—
[A⁻]Konzentration der konjugierten BaseM
[HA]Konzentration der schwachen SäureM

Da nur das Verhältnis [A⁻] ÷ [HA] eingeht, hängt der pH-Wert eines Puffers nicht von der absoluten Konzentration ab — eine zehnfach verdünnte Pufferlösung hat (näherungsweise) denselben pH-Wert wie die konzentrierte. Sind beide Konzentrationen gleich, wird der Logarithmusterm null und der pH-Wert entspricht dem pKs-Wert.

Rechenbeispiel

Welchen pH-Wert hat ein Acetatpuffer aus 0,1 M Acetat (A⁻) und 0,2 M Essigsäure (HA)? Für Essigsäure gilt pKs = 4,76.

pH=4,76+log⁡10 ⁣(0,10,2)=4,76+log⁡10(0,5)\text{pH} = 4{,}76 + \log_{10}\!\left(\frac{0{,}1}{0{,}2}\right) = 4{,}76 + \log_{10}(0{,}5)

Mit log₁₀(0,5) = −0,30 ergibt sich ein pH-Wert von 4,46. Da mehr Säure als Base vorliegt, liegt der pH-Wert unterhalb des pKs.

Was ist ein Puffer?

Ein Puffer ist eine Mischung aus einer schwachen Säure und ihrer konjugierten Base. Wird Säure zugegeben, neutralisiert die Basekomponente sie; wird Base zugegeben, fängt die Säurekomponente sie ab. Dadurch bleibt der pH-Wert nahezu konstant. Biologische Systeme hängen davon ab: Blut ist über das Kohlensäure-Hydrogencarbonat-System nahe pH 7,4 gepuffert.

Wirkbereich und Pufferkapazität

Verhältnis [A⁻] : [HA]pH relativ zum pKs
1 : 10pKs − 1
1 : 1pKs
10 : 1pKs + 1

Ein Puffer wirkt am besten innerhalb von etwa ±1 pH-Einheit um seinen pKs-Wert. Außerhalb dieses Bereichs wird eine Komponente knapp und die Pufferkapazität bricht ein. Wählt man einen Puffer für einen Ziel-pH, nimmt man eine schwache Säure, deren pKs-Wert dem gewünschten pH möglichst nahekommt — etwa Phosphat (pKs ≈ 7,21) für physiologische Anwendungen.

Grenzen

Die Gleichung setzt voraus, dass die schwache Säure nur geringfügig dissoziiert und Aktivitätskoeffizienten vernachlässigbar sind. Bei sehr verdünnten Lösungen, sehr starken Säuren oder hoher Ionenstärke weicht der berechnete pH-Wert vom gemessenen ab. Für eine starke Säure oder Base ohne Pufferwirkung ist stattdessen der der pH-Wert berechnen geeignet.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie lautet die Henderson-Hasselbalch-Gleichung?

Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung liefert den pH-Wert eines Puffers: pH = pKs + log₁₀([A⁻] ÷ [HA]), wobei pKs die Säuredissoziationskonstante der schwachen Säure ist, [A⁻] die Konzentration der konjugierten Base und [HA] die Konzentration der schwachen Säure. Sind die Konzentrationen von Base und Säure gleich, ist der Logarithmusterm null und der pH-Wert entspricht dem pKs-Wert.

Was ist eine Pufferlösung?

Ein Puffer ist eine Mischung aus einer schwachen Säure und ihrer konjugierten Base (oder einer schwachen Base und ihrer konjugierten Säure), die den pH-Wert bei Zugabe geringer Mengen Säure oder Base nahezu konstant hält. Die Säurekomponente neutralisiert zugegebene Base, die Basekomponente zugegebene Säure. Puffer halten biologische Systeme — etwa Blut, das nahe pH 7,4 gepuffert ist — und Laborreaktionen auf einem stabilen pH-Wert.

In welchem pH-Bereich wirkt ein Puffer?

Ein Puffer wirkt am besten innerhalb von etwa ±1 pH-Einheit um seinen pKs-Wert, was Verhältnissen von Base zu Säure zwischen 1:10 und 10:1 entspricht. Außerhalb dieses Bereichs wird eine Komponente knapp, und der Puffer kann zugegebene Säure oder Base nicht mehr wirksam abfangen. Bei der Wahl eines Puffers für einen Ziel-pH nimmt man eine schwache Säure, deren pKs-Wert diesem pH möglichst nahekommt.

Wann entspricht der pH-Wert dem pKs-Wert?

Der pH-Wert entspricht genau dann dem pKs-Wert, wenn die Konzentrationen von konjugierter Base und schwacher Säure gleich sind, denn log₁₀(1) = 0. Dies ist der Halbäquivalenzpunkt einer Titration und der Punkt maximaler Pufferkapazität, an dem die Lösung pH-Änderungen am stärksten widersteht. Auf dieselbe Weise werden pKs-Werte experimentell bestimmt — über den pH-Wert am Halbneutralisationspunkt.

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