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12.2 Puffersysteme: Wirkungsweise und Bedeutung

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Überlegungen zur Umsetzung des Lehrplans

Grundlagen in den Lehrplänen der Jgst. 8-12

  • Abhängigkeit der Enzymaktivität von Substratkonzentration, Temperatur, pH-Wert, Schwermetall­ionen

Vorschläge zu Inhalten und Niveau

  • Zusammensetzung einer Pufferlösung
  • Auswirkung von Säure- bzw. Basenzugabe
  • Henderson-Hasselbalch-Gleichung
  • Pufferkapazität
  • Anwendungsbeispiele für Puffersysteme:
    • in der Natur: Silikat-Puffer in Böden;
    • im Körper des Menschen: im Blut: Kohlensäure/Hydrogencarbonat-Puffer verhindert Alkalose und Azidose, in lebenden Zellen: Dihydrogenphosphat-/Hydrogenphosphat-Puffer;
    • in der Technik: biotechnologische Verfahren in der Industrie
    • im Labor: Gelelektrophorese;
    • Pufferwirkung von Proteinen;
    • Enzymwirkung: Beeinflussung der Raumstruktur von Enzymen durch den pH-Wert.

Vorschläge für Experimente

  • Herstellung von Pufferlösungen nach Literaturangaben (z. B. Acetatpuffer, Phosphatpuffer, Carbonatpuffer)
  • pH-Messungen mit einem pH-Meter nach Zugabe einer sauren Lösung bzw. einer basischen Lösung zu einer Probe der Pufferlösungen bzw. zu Wasser (S)
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