Der pH-Wert

Der pH-Wert ist eine wichtige Kenngröße in der Chemie von Wasser, wässrigen Lösungen, Säuren und Basen. Die Bezeichnung pH leitet sich aus dem Lateinischen von "potentia hydrogenii" ab, was wörtlich bedeutet "Kraft des Wasserstoffs". In der Chemie wird der pH-Wert definiert als der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration.

Auch chemisch reines Wasser zu einem kleinen Teil in Ionen dissoziiert, dies bezeichnet man in der Chemie Autoprotolyse. Mit einem entsprechenden Messgerät lässt sich daher eine, wenn auch geringe elektrische Leitfähigkeit auch in reinem, destillierten Wasser feststellen. Bei Raumtemperatur von 18 Grad Celsius zum Brpidirl sind 10 hoch minus 14 g Wasser pro kg zu gleichen Teil in H+ und OH- Ionen dissoziiert, der Anteil an H+ und OH- Ionen liegt also bei jeweils 10hoch minus 7. Dies ist etwas vereinfacht dargestellt, denn eigentlich liegt das H+ - Ionen nicht in freier Form, sondern elektrostatisch gebunden an ein Wassermolekül als Oxonium - Ion vor. Säuren sind Protonendonatoren, sie geben Wasserstoffionen, also Protonen ab. Basen sind Protonenakzeptoren, sie nehmen Protonen , also Wasserstoffionen, auf. Gibt man etwas Säure zur wässrigen Lösung hinzu , so werden OH- Ionen gebunden und das Gleichgewicht verschiebt sich zugunsten der H* Ionen, die wässrige Lösung reagiert sauer. Gibt eine Base hinzu, so werden H+ Ionen gebunden und das Gleichgewicht verschiebt sich in Richtung OH- Ionen, die Lösung reagiert alkalisch.

Die für die in der täglichen Praxis der Chemie etwas unhandlichen Konzentrationsangaben für Wasserstoff-, bzw. Oxonium - Ionen und Hydroxid - Ionen werden stattdessen als pH-Wert angegeben auf einer Skala von pH 0 bis pH 14. Saure Lösungen haben einen pH-Wert unter 7, alkalische Lösungen ein pH-Wert über 7. Verdünnte Salzsäure hat einen pH-Wert bei 0, Zitronensaft immerhin ein PH-Wert von etwa 2,3. Unsere Waschmittel sind alkalisch mit einem pH-Wert um 10, geschirrspülmittel liegen schon bei 12, und verdünnte Natronlauge hat einen pH-Wert von 14.

Die Chemie hat mehrere Methoden zur Messung des pH-Wertes bereit je nach zu messender Lösung und der gewünschten Genauigkeit. Es gibt Papierstreifen, die mit einer Indikatorlösung getränkt sind. Lackmus-Papier färbt sich im sauren Milieu rot, im alkalischen Bereich blau. Ein Unversalindikator verfügt über eine größere Farbskala und gibt den pH-Wert mit einer Genauigkeit von 0,5 Einheiten an. Für genauere Messung wurde ein Farbkomperator entwickelt: Für bestimmte pH-Bereiche werden unterschiedliche Spezialindikatoren verwendet und mit Farbscheiben vergleichen, damit ist eine Genauigkeit von 0,2 Einheiten zu erreichen. Schneller und genauer im Chemie - Labor und im Freiland am Gewässer geht dies einem sogenannten pH-Meter- einem potentiometrischen Verfahren, welches mit einer Glaselektrodenmesskette arbeitet, die mit Hilfe von Pufferlösungen geeicht wird.

Nicht nur in der Chemie, auch in der Biologie des Menschen spielt der pH-Wert eine wichtige Rolle. So hat unsere Haut eine Säureschutzmantel von pH 5,5 , der eine Barriere für Krankheitskeime bildet. Der Magensaft ist pH 1 bis 3 stark sauer, dass tötet Bakterien ab und hilft uns Proteine zu verdauen. Im anschließenden Dünndarm herrscht dagegen ein schwach alkalisches Milieu mit pH 8 bis 9, hier werden vor allem die Fette mit Hilfe des Gallensaftes aufgeschlossen.


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