In diesem Artikel erfährst du alles Wissenswerte über den pH-Wert, eine wichtige Größe in der Chemie, die den Säure- oder Basengehalt einer Lösung beschreibt. Dabei wird die Definition und Bedeutung des pH-Werts in der anorganischen Chemie erläutert und du wirst lernen, warum pH-Werte für verschiedene Prozesse von entscheidender Bedeutung sind.
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Jetzt kostenlos anmeldenIn diesem Artikel erfährst du alles Wissenswerte über den pH-Wert, eine wichtige Größe in der Chemie, die den Säure- oder Basengehalt einer Lösung beschreibt. Dabei wird die Definition und Bedeutung des pH-Werts in der anorganischen Chemie erläutert und du wirst lernen, warum pH-Werte für verschiedene Prozesse von entscheidender Bedeutung sind.
Weiterhin erhältst du einen Überblick über die pH-Wert Tabelle und Skala und findest Beispiele für pH-Werte verschiedener Substanzen. Zudem werden Methoden zum Messen und Berechnen von pH-Werten vorgestellt und du bekommst Einblicke in die Rolle von pH-Werten im menschlichen Körper, etwa im Blut, Urin und auf der Haut.
Der pH-Wert ist ein Maß dafür, wie sauer oder basisch eine wässrige Lösung ist. Er ist definiert als der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration, also \( -\log_{10}(c(H^+)) \), und variiert zwischen 0 und 14, wobei 0 stark sauer, 7 neutral und 14 stark basisch ist.
Um den pH-Wert zu bestimmen, misst du die Konzentration von Wasserstoffionen (H⁺) in einer Lösung. Da Wasserstoffionen bei chemischen Reaktionen ausgetauscht werden, ist der pH-Wert ein wichtiger Indikator für die Säure oder Basizität von Lösungen. Je niedriger der pH-Wert, desto saurer die Lösung, während Lösungen mit einem höheren pH-Wert als basisch gelten.
Der Säuregrad einer wässrigen Lösung wird durch die Autoprotolyse von Wasser bestimmt, welche in einem Gleichgewicht liegt: \[ 2 H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + OH^- \] Dieses Gleichgewicht führt zur Bildung von Wasserstoff- und Hydroxidionen. Das Ionenprodukt von Wasser ist ein wichtiger Faktor für den pH- oder pOH-Wert einer Lösung und ist in die pH-Wert-Messung eingebunden:
Substanz | pH-Wert | Bereich |
Batteriesäure | 0,5 - 1 | Sauer |
Zitronensaft | 2 - 3 | Sauer |
Cola | 2,5 - 3,5 | Sauer |
Essig | 2 - 3 | Sauer |
Schwarzer Kaffee | 5 | Sauer |
Reines Wasser | 7 | Neutral |
Seife | 9 - 10 | Basizität |
Backpulver | 8 - 9 | Basizität |
Reinigungsmittel | 10 - 12 | Basizität |
Ätzende Soda | 13 - 14 | Basizität |
Methode | Vorteile | Nachteile |
pH-Indikatoren | Schnell, einfach, kostengünstig | Weniger genau, begrenzte Auflösung |
pH-Messgeräte | Genau, präzise, sofortige Ergebnisse | Regelmäßige Kalibrierung, Wartung |
Titration | Sehr genau, für breites Spektrum an Lösungen | Zeitaufwendig, Chemikalien benötigt |
Bei der Berechnung des pH-Werts von schwachen Säuren und Basen, die sich nur teilweise in Wasser dissoziieren, müssen Gleichgewichtskonstanten wie die Säurekonstante Ka oder die Basenkonstante Kb verwendet werden. Die Henderson-Hasselbalch-Gleichung ist bei schwachen Säuren und Basen hilfreich, um den pH-Wert unter Berücksichtigung der Gleichgewichtskonstanten und der Konzentrationen der undissoziierten und dissoziierten Spezies zu berechnen:
\[ pH = pK_a + \log_{10} \frac{[A^-]}{[HA]} \] 3. Puffersysteme:Die Überwachung des Urin-pH-Werts kann dazu beitragen, das Risiko für die Entwicklung dieser und anderer Gesundheitsprobleme zu reduzieren und die Wirksamkeit von Behandlungen zu verfolge
Die Haut, das größte Organ des menschlichen Körpers, besitzt einen leicht sauren pH-Wert, der normalerweise zwischen 4,7 und 5,75 liegt. Diese saure Umgebung, auch als Säureschutzmantel bezeichnet, ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Hautbarriere und bietet Schutz vor schädlichen Mikroorganismen und Umweltfaktoren.
Der pH-Wert der Haut beeinflusst und wird beeinflusst durch:
Was gibt der pH-Wert an?
Der pH-Wert gibt an, wie sauer oder basisch/alkalisch eine wässrige Lösung ist.
Woher kommt der Begriff "pH", wie lautet dieser und wie lässt er sich übersetzen?
Der Begriff "pH" kommt aus dem lateinischen „potentia Hydrogenii“ und lässt sich übersetzen zu „das Gewicht von Wasserstoff“.
Bei der Bestimmung mit Hilfe des pH-Wertes zu merken ist:
Höhere Konzentration
= niedrige pH-Werte
= Säure
Niedrigere Konzentration
= höhere pH-Werte
= Base
Der pH-Messstreifen:
Fülle die Lücken:
Diese entstehen durch das Verbinden von 1) .................................. mit 2) ....................................lösung.
In Abhängigkeit vom 3) ........................... verändern manche chemischen Verbindungen ihre Struktur und auch ihre 4) ................... Dieses Verhalten ist 5) ................. für einen Indikator. Die Auswertung anhand der entstandenen Farbe erfolgt dann anhand einer 6) .....................................
1) Filterpapieren
2) Universalindikator
3) pH-Wert
4) Farbe
5) ideal
6) Vergleichsskala
Das Indikatorpapier:
Was bedeutet die Farbe blau? Was bedeutet die Farbe rot?
blau = Base
rot = Säure
Was kann man daraus schließen, wenn der pH-Wertes des Blutes außerhalb des normalen Bereichs ist?
Daraus lässt sich eine Erkrankung des Menschen schließen.
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