Messung des pH-Wertes
Allgemeines:
Wie bereits oft erwähnt, sind Säuren Protonendonatoren, d.h.
Säuren geben H+-Ionen ab. Basen hingegen sind Protonenakzeptoren,
d.h. sie nehmen H+ auf (Bronstedt-Definition). In mehreren Kapiteln
auf Lernort-Mint.de wird ausführlich erläutert, warum der pH.-Wert
bzw. die Einstellung eines gewünschten pH-Wertes so wichtig ist. In
diesem Kapitel so kurz dargestellt werden, wie der pH-Wert gemessen werden
kann. Dabei gibt es zwei wichtige Messverfahren. Die Potentiometrie als
analytisches Messverfahren sowie die Verwendung von Indikatoren im Bereich
der nasschemischen Messverfahren.
Messung des pH-Wertes mithilfe eines pH-Meters - Potentiometrie:
Mithilfe eines pH-Meters kann man den pH-Wert einer Lösung bestimmen,
dabei erfolgt die Messung des pH-Werts potentiometrisch. Gemessen wird
eine Spannung, die zwischen einer Bezugs- und einer Messelektrode auftritt
und u.a. von der zu messenden Stoffmengenkonzentration der Oxonium-Ionen
abhängt. Dabei wandelt das pH-Meter die gemessene Spannung um und
am pH-Meter wird direkt der pH-Wert angezeigt. Die Messgenauigkeit moderner
Geräte beträgt bis 0,01 pH-Wert-Einheiten.
Messung des pH-Wertes mithilfe von Indikatoren - Nasschemische Messmethoden:
Allgemein versteht man unter einem Indikatoren einen Stoff (in der Chemie),
das zur Anzeigte eines Zustandes dient. Meist wird die Änderung durch
eine Farbveränderung angezeigt. Die am meisten verwendeten Indikatoren
in der Chemie sind die sog. pH-Indikatoren, die den pH-Wert anhand eines
Vergleiches mit einer Farbskala anzeigen und den Zustand einer sauren,
alkalischen oder neutralen Lösung anzeigen.
Diese pH-Indikatoren sind selbst schwache Säuren (oder Basen),
das heißt sie können Protonen abgeben oder aufnehmen. Je nach
Form (protonierte und deprotonierte Form) liegt eine unterschiedliche Farbe
des pH-Indikators vor. Der prononierte bzw undissoziierte Indikator H-Ind
absorbiert andere Lichtwellen als das Anion Ind- (deprotonierte Form).
Deshalb erscheint die Lösung je nach pH-Wert unterschiedlich
gefärbt. In nachfolgender Tabelle sind einige wichtige Indikatoren
(wie Lackmus, Phenolphtalein oder Methylorange), sowie deren Umschlagbereich
angegeben:
Mischindikator:
Es gibt auch die Möglichkeit, dass mehrere verschiedene Indikatoren
zu Mischindikatoren gemischt werden, wodurch der Umschlagbereich erweitert
wird oder mehrere Umschlagbereiche sichtbar gemacht werden können.
Dies ist z.B. bei einer mehrprotonigen Säure wie Phosphorsäure
von Interesse.
Achtung:
Die pH-Indikatoren sind selbst schwache Säuren (oder Basen), das
heißt sie können Protonen abgeben oder aufnehmen und nehmen
dadurch am Reaktionsgeschehen teil und können durchaus Messwerte verfälschen.
Deshalb ist darauf zu achten, dass die Konzentration von Indikatoren in
der Lösung max. in der Größenordnung von 10-4
mol/l (ca. 2-3 Tropfen) vorliegt.
WEITERFÜHRENDE INFORMATIONEN auf Lernort-MINT.de
Fragen zur pH-Wert Bestimmung:
Frage1: Welche pH-Werte haben saure Lösungen?
a) pH = 7
b) pH > 7
c) pH < 7
Frage2: Saure Lösungen färben Lackmus
a) blau
b) rot
Lösung: siehe weiter unten
Lösungen: 1a und 2b
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