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Du lernst den pH-Wert als negativen dekadischen Logarithmus der Oxonium-Ionenkonzentration kennen und verstehst seine Beziehung zum pOH-Wert. Du kannst aus einem gegebenen pH-Wert die c(H3O+) berechnen – und umgekehrt – und erkennst anhand der pH-Skala, ob eine Lösung sauer, neutral oder alkalisch ist.

Um das Ionenprodukt KW übersichtlicher beschreiben zu können, führt man den pH-Wert (potentia hydrogenii), den pOH-Wert und den pKW-Wert ein.

Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Oxonium-Ionenkonzentration.

pH = −lg c(H3O+)

c(H3O+) = 10−pH  mol/L

pOH = −lg c(OH)

pH + pOH = pKW

pH + pOH = 14   (bei 25 °C)

Folgende Werte gelten bei 25 °C:

Größe pH = 0
sauer
pH = 6 pH = 7
neutral
pH = 8 pH = 14
alkalisch
Einheit
c(H3O+) 100 10−6 10−7 10−8 10−14 mol/L
c(OH) 10−14 10−8 10−7 10−6 100 mol/L
pH 0 6 7 8 14
pOH 14 8 7 6 0
zunehmend sauer (mehr H₃O⁺ als OH⁻) neutral zunehmend alkalisch (mehr OH⁻ als H₃O⁺)

Zur Kennzeichnung, ob es sich um eine saure, neutrale oder alkalische Lösung handelt, reicht es vollständig aus, nur die Konzentration einer Ionensorte anzugeben (i. d. R. die Oxonium-Ionen-Konzentration).

Beispiele:

  • pH = 2:   c(H3O+) = 10−2 mol/L = 0,01 mol/L
  • pH = 12:   c(H3O+) = 10−12 mol/L = 0,000 000 000 001 mol/L
In einer sauren Lösung: c(H3O+) > 10−7 mol/L  ⇒  pH < 7
In einer alkalischen Lösung: c(OH) > 10−7 mol/L  ⇒  pH > 7
In einer neutralen Lösung: c(H3O+) = c(OH) = 10−7 mol/L  ⇒  pH = 7

Auf einen Blick – die wichtigsten Aussagen

pH-Definition

pH = −lg c(H3O+)
c(H3O+) = 10−pH mol/L

pKW-Beziehung

pH + pOH = 14 (bei 25 °C)
pOH = −lg c(OH)

Neutral

pH = 7 bei 25 °C
c(H3O+) = c(OH) = 10−7 mol/L

Merkhilfe

Kleiner pH → viele H3O+ → sauer
Großer pH → viele OH → alkalisch


Häufige Fragen zum pH-Wert

Warum ist der pH-Wert ein negativer Logarithmus?

Die Konzentrationen von H3O+-Ionen in wässrigen Lösungen liegen typischerweise zwischen 100 und 10−14 mol/L – also sehr kleine Zahlen. Der negative Logarithmus macht diese Werte zu handlichen positiven Zahlen zwischen 0 und 14. Beispiel: c(H3O+) = 10−3 mol/L → pH = −lg(10−3) = 3.

Wie berechne ich c(H3O+) aus einem pH-Wert?

Umkehrung der pH-Definition: c(H3O+) = 10−pH mol/L. Beispiele: pH = 2 → c = 10−2 = 0,01 mol/L · pH = 9 → c = 10−9 = 0,000 000 001 mol/L. Bei nichtganzzahligen pH-Werten (z. B. pH = 4,75) wird der Taschenrechner benötigt: c = 10−4,75 ≈ 1,78 · 10−5 mol/L. → Mehr dazu: Kapitel 4 (pK-Werte)

Was bedeutet pH + pOH = 14?

Da KW = c(H3O+) · c(OH) = 10−14 (bei 25 °C), gilt nach Logarithmieren: −lg(c(H3O+)) + (−lg(c(OH))) = 14, also pH + pOH = 14. Kennt man einen der beiden Werte, lässt sich der andere sofort berechnen. → Zurück: Ionenprodukt KW

Ist pH = 7 immer gleich neutral?

Nur bei 25 °C! Da KW temperaturabhängig ist, verschiebt sich der neutrale pH-Wert mit der Temperatur. Bei 37 °C (Körpertemperatur) liegt der neutrale pH-Wert bei ca. 6,8 – obwohl c(H3O+) = c(OH) gilt und die Lösung chemisch neutral ist. „Neutral" bedeutet immer: gleiche Konzentrationen beider Ionen, nicht zwingend pH = 7.

Welcher pH-Bereich kommt im Alltag vor?

Typische Beispiele: Magensäure pH ≈ 1–2 · Zitronensaft pH ≈ 2–3 · Kaffee pH ≈ 5 · Blut pH ≈ 7,35–7,45 (streng gepuffert) · Meerwasser pH ≈ 8,1 · Seifenwasser pH ≈ 9–10 · Natronlauge pH ≈ 13. Der biologisch verträgliche Bereich für Blut ist extrem eng – Abweichungen von ±0,4 sind lebensbedrohlich. → Kapitel 5: Indikatoren


Lernkarten – pH-Wert und pH-Skala

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1

Wie lautet die Definition des pH-Werts?

pH = −lg c(H3O+)
→ negativer dekadischer Logarithmus der Oxonium-Ionenkonzentration

2

Welche c(H3O+) hat eine Lösung mit pH = 3?

c(H3O+) = 10−pH
= 10−3 mol/L = 0,001 mol/L

3

Wie lautet die Beziehung zwischen pH und pOH (bei 25 °C)?

pH + pOH = pKW = 14
Beispiel: pH = 4 → pOH = 10
→ c(OH) = 10−10 mol/L

4

Wann ist eine Lösung sauer, neutral oder alkalisch?

Sauer: pH < 7 · c(H3O+) > 10−7
Neutral: pH = 7
Alkalisch: pH > 7 · c(OH) > 10−7

5

c(H3O+) = 0,001 mol/L. Berechne pH und c(OH).

pH = −lg(10−3) = 3
pOH = 14 − 3 = 11
c(OH) = 10−11 mol/L


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