Mit Bicarbonat einen Puffer herstellen - Versuchsanleitung

Was ist Bicarbonat?

• Bicarbonat ist eine andere Bezeichnung für Hydrogencarbonate. Diese haben allgemein HCO₃^- als Anionen.
• Die dazugehörigen Kationen sind in der Regel Alkalimetalle wie Natrium (Na⁺), Lithium (Li⁺), Kalium (K⁺) oder Erdalkalimetalle wie Magnesium (Mg⁺) , Calcium ( Ca⁺) oder Barium (Ca⁺). Diese Salze sind alle weiß und wasserlöslich.
• Besteht das dazugehörige Kation aus Wasserstoff, so handelt es sich um Kohlensäure ( H₂CO₃).
• Anwendung finden Bicarbonat als Backpulver und als Mittel gegen Sodbrennen.

Wissenswertes über Kohlensäure-Bicarbonat-Puffer

• Das Kohlensäure-Bicarbonat-Puffersystem ist auch bekannt als Blutpuffer. Dieser Puffer ermöglicht einen recht konstanten pH-Wert im Blut.
• Das Puffersystem besteht - wie der Name bereits verrät - aus gelöster Kohlensäure und dem dazugehörigen Salz  - einem Bicarbonat.
• Ist das Blut oder die Lösung zu sauer, so nehmen Bicarbonat-Anionen als Base Protonen beziehungsweise H⁺- Ionen auf und werden damit zu Kohlensäure.
• Überschreitet der pH-Wert des Blutes oder der Lösung einen bestimmten Wert, so ist die H⁺-Konzentration zu gering. Dies hat die Folge, dass Kohlensäure-Moleküle ein Proton abgeben und damit zum Bicarbonat werden.
• Der Kohlensäure-Bicarbonat-Puffer ist in der Regel ein offenes System, bei dem Kohlensäure sich in Wasser und Kohlenstoffdioxid zersetzen, oder sich durch CO₂ der Luft neu bilden kann.
• Durch die Zersetzung von Kohlensäure ist dieses offene Puffersystem allerdings auch nur temporär funktionstüchtig.
• Den pH-Wert dieses Puffersystems im Gleichgewicht können Sie mit folgender Gleichung berechnen:
  pH = 6,1 + lg ( c ( HCO₃^-) / c ( H₂CO₃) ).

Versuchsanleitung zur Herstellung des Puffers

1. Geben Sie in ein Becherglas destilliertes Wasser oder demineralisiertes Wasser.
2. Lösen Sie so viel Hydrogencarbonat im Wasser, bis Sie die gewünschte Konzentration erhalten. Wenn Sie den Versuch zuhause durchführen wollen, können Sie zum Beispiel Natriumhydrogencarbonat in Form von Backpulver verwenden.
3. Da sich Kohlenstoffdioxid in der Luft befindet und sich stetig im Wasser löst, liegt bereits jetzt ein Puffer vor.
4. Wollen Sie die Konzentration von Kohlensäure erhöhen, so können Sie das Gas Kohlenstoffdioxid in die Lösung einleiten. Dies ist im Heimversuch mit Sprudelgeräten möglich.