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Henderson-Hasselbalch

CO₂ im Aquarium und ein TRIS-Puffer im Genlabor — die Puffergleichung als Werkzeug für echte Planungsaufgaben.

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CO₂-Düngung im Aquarium

AFB I–II

In Pflanzenaquarien wird Kohlenstoffdioxid zugeführt. Es bildet mit dem Hydrogencarbonat des Wassers einen Puffer: \(\ce{CO2 + 2 H2O <=> H3O+ + HCO3-}\), pKs = 6,35 (25 °C). Das Aquarienwasser hat eine Carbonathärte von 6 °dH, das entspricht c(HCO₃⁻) = 2,14 mmol/L. Fische vertragen dauerhaft höchstens etwa 30 mg/L CO₂. M(CO₂) = 44,0 g/mol.

  1. Formulieren Sie die Henderson-Hasselbalch-Gleichung für dieses Puffersystem.
  2. Berechnen Sie den pH-Wert bei einem CO₂-Gehalt von 15 mg/L.
  3. Berechnen Sie, welcher CO₂-Gehalt (in mg/L) für pH 6,8 nötig ist.
  4. Beurteilen Sie, ob pH 6,8 in diesem Aquarium angestrebt werden sollte, und entwickeln Sie eine Alternative.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
CO₂ ist hier die Puffersäure.
Hinweis zu Aufgabe b)
Erst mg/L in mmol/L umrechnen.
Hinweis zu Aufgabe c)
Verhältnis = 10^(pH − pKs).
Hinweis zu Aufgabe d)
Grenzwert für Fische; Einfluss der Carbonathärte.