pH-Wert-Berechnung: Neutralwert und Einteilung

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

​$$pH= -log_{10}(c(H_3O^+))$$​​

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

​$$pOH=-log_{10}(c(OH^-))$$​​

Für beide gilt der Zusammenhang

​$$pH + pOH = 14$$​.

Neutralwert und Einteilung

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

Berechnung

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

​​Für sehr starke Säuren

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

​$$pH= -log \,c(Säure)$$​​

Für starke bis schwache Säuren

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

​$$pH=\frac{1}{2} \cdot [pK_S(Säure)-log\,c_0(Säure)]$$​​

pK_s-Werte