Der pH-Wert - chemische Grundlagen
Der pH-Wert zeigt an, ob eine wässrige Lösung eher sauren oder basischen Charakter besitzt. Doch was bedeutet dies eigentlich?
Ein Wassermolekül (H2O) besteht aus Sauerstoff und Wasserstoff. In der Flüssigkeit sind diese Teilchen in einer dissoziierten (auseinanderliegenden, von lat. dissociare = trennen) Form vorhanden, als H+ und OH--Ionen.
Alternativ hierzu:
Das Wassermolekül dissoziiert (zerlegt sich von lat. dissociare = trennen) in ein Wasserstoff-Ion (H+) und ein Hydroxid-Ion (OH-)
H2O = H+ + OH-
Diese Ionen haben bestimmte Eigenschaften: Die Wasserstoff-Ionen (H+, Ionen mit positiver Ladung) wirken als starke Säure, die Hydroxid-Ionen (OH-, Ionen mit negativer Ladung) als starke Base. In reinem Wasser liegen diese Ionen bei 25 °C in gleicher Konzentration vor, d.h. im Verhältnis 1:1. Der pH-Wert hat den Wert 7, Wasser ist also neutral.
Wenn sich dieses Verhältnis verändert, ändert sich auch der pH-Wert:
- mehr Wasserstoff-Ionen und weniger Hydroxidionen
=> Lösung wird saurer
=> pH-Wert sinkt - weniger Wasserstoff-Ionen und mehr Hydroxid-Ionen
=> Lösung wird basischer/alkalischer
=> pH-Wert steigt
Für Expertinnen und Experten:
Die Definition des pH-Werts für Experten lautet: „Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoff-Ionen-Aktivität. In stark verdünnten Lösungen ist die Aktivität annähernd identisch mit der Konzentration.
Das sieht als Formel so aus:
pH = –log{H+}
In reinem Wasser beträgt die Konzentration, und somit die Aktivität an H+-Ionen bei 25 °C 10-7 mol/Liter. Da Wasserstoff-Ionen und Hydroxid-Ionen im Verhältnis 1:1 auftreten, beträgt auch die Konzentration der Hydroxid-Ionen 10-7 mol/l OH- -Ionen.
Berechnet man von den oben genannten Aktivitäten der Wasserstoff-Ionen bzw. der Hydroxid-Ionen den negativen dekadischen Logarithmus, so erhält man als Ergebnis 7.
