pH-Wert

Der pH-Wert ist als der negative dekadische Logarithmus der Hydronium- Ionen im chemischen Gleichgewicht definiert. Er ist somit kein Maß für die stärke einer Säure. Der pH-Wert kann mit Universalindikatorpapier bestimmt werden. Auf diesem ist eine Mischung aus verschiedenen Indikatoren aufgebracht die je nach Konzentration der H3O+-Ionen eine spezifische Farbe anzeigen. Die durch eine Messung ermittelte Farbe wird mit einer Skala verglichen.

Die Skala reicht von einem pH-Wert von 0 bis 14. Es gibt auch pH-Werte die Außerhalb der Skala liegen jedoch sind derartig hohe H3O+-Konzentrationen selten. Von großer Bedeutung ist der pH-Wert von 7. Dieser pH-Wert ist der Neutralpunkt, er resultiert aus der Autodissoziation des Wassers. Laugen beziehungsweise Basen besitzen einen pH-Wert der größer ist als 7. pH-Werte die kleiner als 7 sind sind charakteristisch für Säuren. Aus der Definition des pH-Wert ergibt sich, dass eine pH-Wert-Senkung von einer Einheit zu einer Verzehnfachung der H3O+-Konzentration führt.

Salzsäure 35% -1 Bier 5
Salzsäure 3,5% 0 Hautoberfläche 5,5
Salzsäure 0,35% 1 Mineralwasser 6
Magensäure 1 destilliertes Wasser 7
Zitronensaft 2 Blut 7,4
Essigessenz 2 sauberes Seewasser 8,3
Essig 3 Waschmittel 10
Cola 3 Natronlauge 3% 14
Wein 4 Natronlauge 30% 15
Sauremilch 4,5    
Tab.: pH-Werte verschiedener Chemikalien und Haushaltsmittel

 

Autoprotolyse des Wassers

In reinem Wasser wird man einen pH-Wert von 7 feststellen (bei 25°C). Daraus ist zu folgern, dass neutrales Wasser 10-7 mol/l OH--Ionen und 10-7mol/l H3O+-Ionen enthält.

H2O + H2OH3O+ + OH-

 

Wenn man für diese Reaktion den Massenwirkungsausdruck formuliert unter Einbeziehung der nahezu konstanten Konzentration des Wassers erhält man den KW-Wert. Danach gilt.

c(H3O+)∙c(OH-) = (10-7mol)2 = 10-14mol²/l²

 

Diese Bedingungsgleichung gilt in allen wässrigen Lösungen. Da man für die OH--Ionen-Konzentration eine analoge Definition zum pH-Wert formulieren kann, gilt also auch die folgende Bedingungsgleichung:

pH + pOH = 14

 

Damit diese Bedingungsgleichungen gelten muss sich also bei der Zugabe von H3O+-Ionen in Wasser die OH--Ionen-Konzentration verringern. Analog dazu muss sich bei der Zugabe einer Lauge in neutrales Wasser die H3O+-Konzentration verringern.

 

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