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Zusammenfassung

pH-Wert-Berechnung: Neutralwert und Einteilung

Der pH-Wert ist dimensionslos und ist der negative dekadische Logarithmus der Konzentration der Oxonium-Ionen:


​pH=−log10(c(H3O+))pH= -log_{10}(c(H_3O^+))pH=−log10​(c(H3​O+))​​


Analog dazu ist das Gegenstück, der pOH-Wert definiert:


​pOH=−log10(c(OH−))pOH=-log_{10}(c(OH^-))pOH=−log10​(c(OH−))​​


Für beide gilt der Zusammenhang


​pH+pOH=14pH + pOH = 14pH+pOH=14​.



Neutralwert und Einteilung

Durch Autoprotolyse ergibt sich das Ionenprodukt des Wassers KW=10−14K_W=10^{-14}KW​=10−14. Durch diese Grösse wird die Skala und der neutrale Wert des pH-Wertes bestimmt. Die pH-Werte von wässrigen Lösungen werden wie folgt definiert:


​pH<7pH<7pH<7​​
​c(H3O+)>(OH−)c(H_3O^+) > (OH^-)c(H3​O+)>(OH−)​​
sauer
​pH=7pH = 7pH=7​​
​c(H3O+)=(OH−)c(H_3O^+) = (OH^-)c(H3​O+)=(OH−)​​
neutral
​pH>7pH >7pH>7​​
​c(H3O+)<(OH−)c(H_3O^+) < (OH^-)c(H3​O+)<(OH−)​​
basisch (alkalisch)


Berechnung

Für Basen kann der pH-Wert über den Zusammenhang pH+pOH=14pH + pOH = 14pH+pOH=14​ berechnet werden.


​​Für sehr starke Säuren

Bei der Berechnung wird angenommen, dass starke Säuren vollständig deprotoniert vorliegen. Das gilt für Säuren mit einem pKS < 1. Die Konzentration der Protonen resultiert aus der Konzentration der Säure in Lösung, beschrieben durch die Formel:


​pH=−log c(Sa¨ure)pH= -log \,c(Säure)pH=−logc(Sa¨ure)​​


Für starke bis schwache Säuren

Mittelstarken und schwachen Säuren ( pKS  > 1) liegen nicht vollständig deprotoniert vor. Der pH-Wert wird durch diese Formel beschrieben:


​pH=12⋅[pKS(Sa¨ure)−log c0(Sa¨ure)]pH=\frac{1}{2} \cdot [pK_S(Säure)-log\,c_0(Säure)]pH=21​⋅[pKS​(Sa¨ure)−logc0​(Sa¨ure)]​​




pKs-Werte


Säurestärke
pKS
​Sa¨ure+H2O⇋H3O++BaseSäure + H_2O \leftrightharpoons H_3O^+ + BaseSa¨ure+H2​O⇋H3​O++Base​​
pKB​
Basenstärke
sehr stark
-6
HCl
Cl-​
20
sehr schwach
-3
H2SO​4
HSO4-
17
-1.32
HNO3
NO3-
15.32
stark
0
H3O+​
H2O
14
schwach
2.13
H3PO4
H2PO4-
11.87
mittelstark
4.75
CH3COOH
CH3COO-​
9.25
mittelstark
6.52
H2CO3
HCO3-
7.48
7.20
H2PO42-​
HPO42-
6.80
schwach
9.25
NH4+​
NH3​
4.75
stark
10.40
HCO3-​
CO32-
3.60
12.36
HPO42-
PO4​3-
1.64
14
H2O
OH-
0
sehr schwach
15.90
CH3CH2OH
CH3CH2O-
-1.90
sehr stark



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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Was ist die Definition des pH-Werts?

Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Konzentration der Oxonium-Ionen.

Was ist ein Beispiel für eine starke Base?

Eine starke Base ist zum Beispiel Natriumhydroxid (NaOH).

Welche Säuren sind sehr stark?

Beispiele für sehr starke Säuren in der Chemie sind Salzsäure (HCl), Salpetersäure und Schwefelsäure.

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