pH- und pOH-Wert: Grundlagen in der Säure-Base-Rechnung

Der pH-Wert ist eine wesentliche chemische Größe, um die Acidität einer (wässrigen) Lösung anzuzeigen. Der Begriff “pH” stammt aus dem Lateinischen und steht für potentia Hydrogenii (weshalb man auch “pH” und nicht “Ph” oder “ph” schreibt) und steht “sinngemäß” für die Wasserstoff(ionen)- Konzentration. Der sogenannte pOH-Wert steht für die Hydroxidionen-Konzentration und ist für eine Lösung mit dem pH-Wert folgendermaßen verknüpft: pH + pOH = 14

pH und pOH-Wert – Grundlagen der Säure-Base-Rechnung

Die wesentlichen Stoffteilchen zur Beschreibung von Säuren und Basen (bzw. deren Wirkung) ist die Konzentration an Protonen (H₃O+) bzw. Hydroxidionen (OH-). Da im Umgang mit Stoffmengenkonzentrationen mit Potenzzahlen gerechnet werden müssen, hat man mit dem pH-Wert bzw. dem pOH-Wert eine logarithmische Größe “erschaffen”, die einfach vorstellbar ist und auch in Diagrammform wiedergegeben werden kann.

• pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Protonen-Konzentration      pH   = – log (c(H₃O+))
• pOH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Hydroxid-Konzentration  pOH = – log (c(OH-))

Der pH- und pOH-Wert einer Lösung sind über das sogenannte Ionenprodukt des Wassers miteinander “gekoppelt”. So gilt bei einer Lösung:

Das heißt, sofern der pH-Wert einer Lösung bekannt, lässt sich dadurch der pOH berechnen (pOH = 14 – pH). Mit diesem Zusammenhang ist aber auch bereits die pH-Skala und die pOH-Skala festgelegt. Die Skala reicht von pH = 0 (bzw. pOH = 0) bis pH = 14 (bzw. pOH = 14)

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pH- und pOH-Wert: Grundlagen in der Säure-Base-Rechnung – Testfragen/-aufgaben

1. Was genau ist der pH-Wert, und was misst er?

Der pH-Wert ist ein Maß für die Säure oder Basizität einer Lösung. Er misst die Konzentration von Hydronium-Ionen (H3O+) in einer Lösung.

2. Wie wird der pH-Wert berechnet?

Der pH-Wert wird berechnet mit der Formel pH = -log[H+], wobei H+ die Konzentration der Hydronium-Ionen in der Lösung darstellt.

3. Was zeigt ein pH-Wert von 7 an?

Ein pH-Wert von 7 zeigt an, dass die Lösung neutral ist. Das bedeutet, dass die Konzentrationen von Hydronium- und Hydroxid-Ionen gleich sind.

4. Was versteht man unter dem pOH-Wert?

Der pOH-Wert ist ein Maß für die Hydroxid-Ionenkonzentration in einer Lösung. Er wird analog zum pH-Wert berechnet: pOH = -log[OH-].

5. Welche Beziehung besteht zwischen pH- und pOH-Wert einer Lösung bei 25°C?

Bei einer Temperatur von 25°C gilt: pH + pOH = 14. Sind pH- und pOH-Werte bekannt, kann also jeweils der andere berechnet werden.

6. Was bedeutet ein niedriger pH-Wert?

Ein niedriger pH-Wert zeigt eine hohe Säurekonzentration an, d.h. die Lösung ist sauer.

7. Was bedeutet ein hoher pH-Wert?

Ein hoher pH-Wert zeigt eine niedrige Säure-, aber hohe Basenkonzentration an. Die Lösung ist dann basisch bzw. alkalisch.

8. Wie wird eine saure Lösung neutralisiert?

Um eine saure Lösung zu neutralisieren, muss eine Base hinzugegeben werden. Die Base nimmt Hydronium-Ionen auf und wandelt sie in Wasser um.

9. Warum sind pH- und pOH-Werte zur Messung der Säure- und Basenkonzentration wichtig?

pH- und pOH-Werte sind wichtig, da sie eine genaue Quantifizierung des Säure-Base-Gleichgewichts in einer Lösung ermöglichen. Sie erlauben z.B. Vorhersagen über Reaktionsverläufe und sind bei der Herstellung vieler Produkte, wie Medikamenten, Lebensmitteln oder Chemikalien, von Bedeutung.

10. Was bedeutet der Begriff “Säure-Base-Rechnung”?

Die “Säure-Base-Rechnung” bezieht sich auf verschiedene Berechnungen, die mit Säuren und Basen durchgeführt werden, einschließlich der Berechnung von pH- und pOH-Werten, der Neutralisation und der Pufferkapazität einer Lösung.