Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung ist die Formel pH = pKs + log ([Base] / [Säure]), mit der du den pH-Wert einer Pufferlösung aus dem pKs-Wert der schwachen Säure und dem Verhältnis von Base zu Säure berechnest. Sind Base und Säure gleich konzentriert, ist der Logarithmus null und der pH entspricht genau dem pKs. Im Blut erklärt dieselbe Gleichung, warum ein Verhältnis von 20 zu 1 einen pH von 7,4 ergibt.

Eine Zeile Formel, aber sie taucht in Chemie, Biochemie und Physiologie wieder auf.

Key Takeaways

  • Eine Formel für jeden Puffer. pH gleich pKs plus Logarithmus aus Base geteilt durch Säure, hergeleitet aus der Säurekonstante.
  • Gleich viel Base und Säure heißt pH gleich pKs. Ein Essigsäure-Acetat-Puffer mit je 0,10 mol/l hat laut OpenStax einen pH von 4,74.
  • Puffer halten den pH fest. Wenig Natronlauge hebt diesen Puffer nur von 4,74 auf 4,75, eine ungepufferte Lösung dagegen auf 10,99.
  • Im Blut zählt Bicarbonat gegen CO2. 24 mmol/l Bicarbonat und 40 mmHg pCO2 ergeben mit pKs 6,1 ein Verhältnis von 20 zu 1 und pH 7,4.
  • Chemie zählt im Physikum. Im Herbst 2026 entfielen 80 von 313 Aufgaben auf Chemie und Biochemie, gelöst im Schnitt zu 68,5 Prozent.

Was sagt die Henderson-Hasselbalch-Gleichung aus?

Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung sagt aus, dass der pH-Wert eines Puffers nur von zwei Dingen abhängt: vom pKs-Wert der schwachen Säure und vom Verhältnis zwischen korrespondierender Base und Säure. Die absolute Menge spielt für den pH keine Rolle, nur das Verhältnis. OpenStax beschreibt sie als die Gleichung, mit der man den pH von Pufferlösungen berechnet.

Daraus folgt die wichtigste Abkürzung fürs Kreuzen: Ist mehr Base als Säure da, liegt der pH über dem pKs. Ist mehr Säure da, liegt er darunter.

Nicht die Menge entscheidet, sondern das Verhältnis.

Wie lautet die Henderson-Hasselbalch-Gleichung?

Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung lautet pH = pKs + log ([A⁻] / [HA]). Dabei ist [A⁻] die Konzentration der korrespondierenden Base, [HA] die Konzentration der schwachen Säure und pKs der negative dekadische Logarithmus der Säurekonstante Ks.

Die Herleitung brauchst du nicht auswendig, aber einmal verstanden spart sie dir Rechenfehler. OpenStax geht so vor:

  1. Säurekonstante aufschreibenKs = [H3O⁺] mal [A⁻] geteilt durch [HA].
  2. Nach H3O⁺ umstellen[H3O⁺] = Ks mal [HA] geteilt durch [A⁻].
  3. Negativen Logarithmus bildenAus minus log [H3O⁺] wird pH, aus minus log Ks wird pKs.
  4. Bruch umdrehenDas Minus vor dem Logarithmus verschwindet, wenn du Base und Säure im Bruch tauschst.
BASE OBEN, SÄURE UNTEN

Im Bruch steht immer die Base im Zähler. Wer Säure oben einträgt, bekommt das Vorzeichen falsch. Mehr Merkhilfen dieser Art findest du in den Eselsbrücken fürs Medizinstudium.

Wie berechnest du den pH-Wert eines Puffers?

Den pH-Wert eines Puffers berechnest du, indem du den pKs der Säure nimmst und den Logarithmus aus Base geteilt durch Säure addierst. Bei einem Verhältnis von 1 zu 1 ist der Logarithmus null, bei 10 zu 1 plus 1, bei 1 zu 10 minus 1. Mehr musst du für die meisten Physikumsfragen nicht im Kopf haben.

Das Rechenbeispiel aus OpenStax zeigt, wie stark ein Puffer wirkt:

Lösung (je 100 ml)pH vorherZugabepH nachher
Puffer aus 0,10 mol/l Essigsäure und 0,10 mol/l Acetat4,741,0 ml Natronlauge 0,10 mol/l4,75
Ungepufferte Lösung4,741,0 ml Natronlauge 0,10 mol/l10,99

Ein Hundertstel gegen gut sechs pH-Einheiten. Genau das ist Pufferwirkung.

Du kannst die Gleichung auch rückwärts nutzen. Wie wirst du den Logarithmus los? Du ziehst den pKs vom pH ab und nimmst 10 hoch das Ergebnis. Bei pH 5,74 und pKs 4,74 ist die Differenz 1, das Verhältnis Base zu Säure also 10 zu 1.

Wann benutzt man die Henderson-Hasselbalch-Gleichung?

Man benutzt die Henderson-Hasselbalch-Gleichung immer dann, wenn eine schwache Säure und ihre korrespondierende Base gemeinsam in Lösung sind, also bei Puffern. Sie beantwortet zwei Fragen: welchen pH ein Puffer hat und welches Mischungsverhältnis du für einen gewünschten pH brauchst. OpenStax leitet sie für schwache Säuren und ihre korrespondierende Base her.

OpenStax nennt zwei Faustregeln für gute Puffer. Erstens sollten beide Partner etwa gleich konzentriert sein. Zweitens verliert ein Puffer seinen Nutzen, wenn ein Partner unter etwa 10 Prozent des anderen fällt. Ein Verhältnis von 10 zu 1 entspricht genau einer pH-Einheit Abstand zum pKs, deshalb puffert ein System gut im Bereich pKs plus minus 1.

Tipp: Sieh dir in einer Aufgabe zuerst an, ob pH und pKs gleich sind. Dann ist das Verhältnis 1 zu 1, und du bist fertig, ohne zu rechnen.

Wie berechnest du den pH-Wert des Blutes?

Den pH-Wert des Blutes berechnest du mit der Henderson-Hasselbalch-Gleichung in ihrer physiologischen Form: pH = 6,1 + log (HCO3⁻ / (0,03 × pCO2)). Der Faktor 0,03 mmol/l pro mmHg rechnet den CO2-Partialdruck in gelöstes CO2 um. Mit 24 mmol/l Bicarbonat und 40 mmHg pCO2 ergibt sich 6,1 plus log 20, also pH 7,4.

So rechnet es die Lernunterlage der Virginia Tech Carilion School of Medicine. OpenStax bestätigt das Verhältnis: Beim normalen pH von 7,40 stehen Bicarbonat und Kohlensäure im Verhältnis 20 zu 1. Der Normbereich des arteriellen pH liegt laut OpenStax bei 7,35 bis 7,45.

SituationHCO3⁻ (mmol/l)pCO2 (mmHg)VerhältnispH
Normalwerte244020 zu 17,4
Akute Lungenstörung, Niere noch nicht kompensiert245016 zu 17,3
Niere hat Bicarbonat erhöht305020 zu 17,4

Die dritte Zeile ist die typische Falle: Der pH ist normal, die Patientin aber nicht. Wie du solche Konstellationen am Ausdruck erkennst, zeigt der Beitrag Blutgasanalyse interpretieren.

Warum puffert Bicarbonat trotz pKs 6,1 so gut?

Bicarbonat puffert trotz eines pKs von 6,1 so gut, weil das System offen ist. Die Lunge steuert den Nenner, also das CO2, die Niere steuert den Zähler, das Bicarbonat. Laut der Virginia-Tech-Unterlage macht genau diese Beteiligung zweier Organsysteme den Bicarbonatpuffer so stark. Ein geschlossener Puffer im Reagenzglas hätte diesen Vorteil nicht.

Warum liegt so viel mehr Base als Säure vor? OpenStax erklärt es mit dem Stoffwechsel: Die meisten Nebenprodukte, die ins Blut gelangen, sind sauer. Milchsäure aus arbeitenden Muskeln wird von Bicarbonat abgefangen, die entstehende Kohlensäure zerfällt zu CO2 und Wasser und wird abgeatmet. Wird das Blut zu sauer, steigert der Körper die Atmung. Was die Niere auf der anderen Seite des Bruchs leistet, erklärt Nephron lernen.

So lernst du die Henderson-Hasselbalch-Gleichung fürs Physikum

Laut IMPP-Ergebnisinformation entfielen im schriftlichen Physikum Herbst 2026 80 von 313 Aufgaben auf Chemie und Biochemie/Molekularbiologie, gelöst im Schnitt zu 68,5 Prozent. Physiologie kam auf 61 Aufgaben bei 60,3 Prozent. Geschrieben haben 7.385 Teilnehmende. Puffer sitzen genau an der Grenze beider Fächer.

  1. Tag 1: Formel und HerleitungDie Gleichung aus der Säurekonstante herleiten und den Sonderfall pH gleich pKs erklären.
  2. Tag 2: Rechnen im KopfVerhältnisse 1 zu 1, 10 zu 1 und 1 zu 10 in pH-Abstände übersetzen und rückwärts rechnen.
  3. Tag 3: BlutDie drei Zeilen der Tabelle oben selbst durchrechnen, dann Altfragen zum Säure-Basen-Haushalt kreuzen.

Eine zweite Gleichung mit Logarithmus, die du im selben Zug lernen kannst, ist die Nernst-Gleichung. Den Rahmen fürs ganze Fach gibt dir Physiologie lernen, die Karten wiederholst du mit FSRS und Spaced Repetition. Eine durchgerechnete Pufferaufgabe aus dem Medizinertest findest du bei tmsbuddies unter HAM-Nat Aufgaben kostenlos üben. Welche Fächer im Physikum insgesamt geprüft werden, fasst das ncrechner Lexikon zum Physikum zusammen, und wie die ersten Praktika in der Vorklinik ablaufen, erzählt dein-medizinstudium in Das erste Physiologie-Praktikum.

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Häufige Fragen zur Henderson-Hasselbalch-Gleichung

Was besagt die Henderson-Hasselbalch-Gleichung?

Sie besagt, dass der pH-Wert eines Puffers gleich dem pKs-Wert der schwachen Säure plus dem Logarithmus des Verhältnisses von Base zu Säure ist. Entscheidend ist nur dieses Verhältnis. Bei gleichen Konzentrationen ist der Logarithmus null und der pH entspricht dem pKs.

Wann benutzt man Henderson-Hasselbalch?

Immer dann, wenn eine schwache Säure und ihre korrespondierende Base zusammen vorliegen, also bei Puffern. Du berechnest damit den pH eines Puffers oder das Mischungsverhältnis für einen gewünschten pH. In der Physiologie nutzt du sie für den Bicarbonatpuffer im Blut.

Wie lautet die Henderson-Hasselbalch-Gleichung für Blut?

Für Blut lautet sie pH = 6,1 + log (HCO3⁻ / (0,03 × pCO2)). Mit 24 mmol/l Bicarbonat und 40 mmHg pCO2 ergibt sich ein Verhältnis von 20 zu 1 und damit ein pH von 7,4. Die Niere steuert den Zähler, die Lunge den Nenner.

Wie wird man den Logarithmus in der Henderson-Hasselbalch-Gleichung los?

Du ziehst den pKs vom pH ab und nimmst 10 hoch diese Differenz. Das Ergebnis ist das Verhältnis von Base zu Säure. Bei einer Differenz von 1 liegt also zehnmal so viel Base wie Säure vor, bei minus 1 zehnmal so viel Säure.

Fachlich geprüft von Amir Belkhodja (Medizinstudent an der Charité) und Niklas Schütte (Physiotherapeut).

Quellen