Starke Säuren liegen in wässriger Lösung (fast) vollkommen dissoziiert vor, das heißt, die starke Säure hat vollständig alle Protonen abgegeben. Erstellen wir nun eine Mischung aus zwei (oder mehreren) starken Säuren, so ist die Konzentration der Protonen in der Mischung gleich der Summe der Konzentrationen der Säuren (Achtung: im Rahmen des Schulunterrichts wird hierbei oft nicht die Verdünnung berücksichtigt).
Hier folgt ein Beispiel für die pH-Berechnung eines Gemisches aus zwei starken Säuren:
Wir haben ein Gemisch aus einer (wässrige) Salzsäurelösung mit einer Konzentration von 0,1 mol/L und einer Konzentration von 0,2 mol/L.
Daraus folgt, dass wir in dem Gemisch eine Protonenkonzentration von 0,1 mol/L + 0,2 mol/L = 0,3 mol/L
Da in einem Gemisch aus starken Säuren alle Säuren (fast) vollständig ihre Protonen abgeben, können wir nun die berechnete Protonenkonzentration in die allgemeine Formel für die pH-Wert Berechnung einsetzen: pH = – log (Protonenkonzentration)
Somit ergibt sich für das Gemisch aus zwei starken Säure ein pH-Wert von pH = – log 0,3 = 0,53
Wie eingangs erwähnt wird die pH-Berechnung eines Gemisches aus zwei oder mehreren starken Säuren im Chemie- Schulunterricht meist ohne den Verdünnungseffekt betrachtet. Im Rahmen des Schulunterrichts werden auch keine größeren Verdünnungen betrachtet, so dass die obige Rechnung zu einem Gemisch aus zwei starken Säuren kaum abweicht.
Im Rahmen des fortgeschrittenen Chemieunterrichts bzw. Studium muss der Verdünnungseffekt allerdings berücksichtigt werden. Bei einem Gemisch aus zwei oder mehreren starken Säuren bleibt die Stoffmenge an Säure auch beim Mischen (bzw. Verdünnen) immer gleich). Allerdings ändern sich durch das Mischen von Säuren auch das Gesamt-Volumen, dass größer wird. Dadurch ändert sich auch die Konzentration (Konzentration = Stoffmenge : Volumen). Da in die Formel zur pH-Berechnung nicht die Stoffmenge eingeht, sondern die Konzentration (und die abhängig vom Volumen ist) muss für eine genaue Berechnung des pH-Wertes eines Säure-Gemisches aus starken Säuren der Verdünnungseffekt mit berücksichtigt werden.
Der pH-Wert ist eine Messgröße, die den Säuregehalt einer Lösung anzeigt. Er ist das negative Dekadenlogarithmus der Wasserstoffionenkonzentration in der Lösung. Ein pH-Wert von 7 zeigt ein neutrales Medium an, Werte darunter sind sauer und Werte darüber sind basisch.
Eine starke Säure ist eine, die vollständig in ihrer wässrigen Lösung dissoziiert, um Wasserstoffionen zu erzeugen.
Der pH-Wert eines Gemisches aus starken Säuren wird durch die Gesamtkonzentration der produzierten Wasserstoffionen bestimmt.
Der pH-Wert einer starken Säure kann einfach durch die Anwendung der Formel pH = -log[H+] berechnet werden, wobei [H+] die Konzentration der Wasserstoffionen ist.
Wenn die Konzentration der Säure erhöht wird, wird der pH-Wert kleiner, also saurer.
Wenn die Säure verdünnt wird, wird der pH-Wert größer, also weniger sauer.
Wenn man eine starke Säure mit einer starken Base mischt, reagieren die Säure und die Base miteinander, um Wasser und ein Salz zu erzeugen. Dieser Prozess wird Neutralisation genannt und der resultierende pH-Wert ist 7.
Der pH-Wert kann sich mit der Temperatur ändern, da die Autoprotolyse von Wasser temperaturabhängig ist.
Um den pH-Wert einer Mischung aus zwei verschiedenen starken Säuren zu berechnen, muss man die Gesamtkonzentration der Wasserstoffionen bestimmen, die von beiden Säuren produziert werden, und sie dann in die pH-Formel einsetzen.
Starke Säuren sind gefährlich, weil sie eine hohe Konzentration an freien Wasserstoffionen haben, die zu chemischen Verbrennungen führen können und gefährlich sind, wenn sie eingeatmet oder verschluckt werden.