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Pufferbereich

Wo ein Puffer wirkt und wie viel er aushält — 30 Übungen zu Pufferbereich und Pufferkapazität.

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Übungsaufgaben

Dreißig Aufgaben, bunt gemischt — zum Klicken, Ziehen, Zuordnen, Rechnen und Knobeln. Jede Übung gibt Ihnen sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen Ihnen die gestuften Tipps. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II heißt selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III heißt begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Mix verbindet Wissen aus mehreren Unterkapiteln, Trick warnt: Hier steckt eine Falle drin. Der Balken oben zeigt Ihnen, wie viele der 30 Aufgaben Sie schon gelöst haben.

A1
Doppelte Kapazität
AFB I

Skizzieren einen Puffer, der bei gleichem Pufferbereich doppelt so viel Säure und doppelt so viel Lauge abfangen kann wie ein Puffer mit je 5 mmol HA und A⁻ (gleiches Volumen), indem Sie die passende Karte wählen. Die Zahlen über den Säulen geben die Stoffmengen in mmol an.

Klicken Sie die passende Karte an und prüfen Sie dann. Mit der Tastatur: Tab zur Karte, Enter auswählen.
Doppelte Kapazität bei gleichem pH-Wert verlangt doppelte Stoffmengen beider Partner im gleichen Verhältnis: je 10 mmol (Bild A). B und C ändern das Verhältnis (anderer pH-Wert), D vervierfacht die Stoffmengen. Typischer Fehler: nur eine Komponente zu verdoppeln.
Der pH-Wert soll gleich bleiben: Welches Verhältnis n(A⁻) : n(HA) gehört dazu?
Beide Partner verdoppeln: je 10 mmol.
A2
Begriffe rund um den Puffer
AFB I

Ordnen Sie jedem Begriff die passende Aussage zu, indem Sie die zusammengehörenden Karten aufdecken.

Decken Sie zwei Karten auf, die zusammengehören. Mit der Tastatur: Tab zur Karte, Enter aufdecken, Pfeiltasten zum Wandern.
Beim Halbäquivalenzpunkt sind HA und A⁻ gleich häufig (pH = pKs). Der Pufferbereich ist pKs ± 1, die Kapazität die abfangbare Stoffmenge. Bei 10 : 1 ist pH = pKs + 1, die obere Grenze. Verdünnen lässt den pH-Wert (Verhältnis) gleich, senkt aber die Stoffmengen. Typischer Fehler: Bereich und Kapazität zu vertauschen.
Eine Karte nennt eine Menge, eine einen pH-Bereich.
Gleiche Stoffmengen beider Partner: pH = pKs.
A3
Kapazitäten im Vergleich
AFB II

Stellen im Balkendiagramm die Kapazitäten zweier Puffer dar: Puffer P2 enthält 11 mmol HA und 33 mmol A⁻, Puffer P3 enthält 22 mmol HA und 11 mmol A⁻. Gesucht ist jeweils die Stoffmenge in mmol, die der Puffer bis zur Grenze des Pufferbereichs aufnehmen kann.

Balken mit der Maus ziehen oder nach Tab mit ↑/↓ einstellen.
Gegen Lauge: x = (10 · n(HA) − n(A⁻)) : 11, gegen Säure: x = (10 · n(A⁻) − n(HA)) : 11. P2: (110 − 33) : 11 = 7 und (330 − 11) : 11 = 29. P3: (220 − 11) : 11 = 19 und (110 − 22) : 11 = 8. Wer mehr A⁻ hat, puffert besser gegen Säure. Typischer Fehler: Lauge und Säure zu vertauschen.
Gegen Lauge zählt n(HA), gegen Säure zählt n(A⁻).
7; 29; 19; 8.