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Die Wichtigkeit des pH-Wertes

Dezember 15, 2021 Von admin

Der exakte pH-Wert ist für viele Aufgaben im chemischen, industriellen und analytischen Bereich wichtig. Wenn er nicht genau gemessen wird, kann das für gescheiterte Experimente sorgen. Die eigentliche Durchführung der Messung erscheint trivial, weshalb Messfehler unterschätzt und nicht hinterfragt werden. Um Fehler zu vermeiden ist es wichtig, die Grundlagen zu verstehen. Im Folgenden wird erklärt, was genau der pH-Wert ist, wie er gemessen wird und in welchen Gebieten er Einsatz findet.

Definition des pH-Wertes

Der pH-Wert wird als der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionenaktivität bezeichnet und umfasst 14 Einheiten. Gesprochen wird von einer Aktivität und nicht von einer Konzentration. Eine Konzentration ist temperaturabhängig. Die Aktivität dagegen zeigt, wieviel der jeweiligen Teilchen in der Lösung vorhanden sind. In realen Lösungen ist die Aktivität kleiner als die tatsächliche Konzentration. Der Grund ist, dass nur ideale Lösungen die Teilchen nicht beeinflussen. Sie wären weit genug voneinander entfernt. Die Ionen wechselwirken miteinander aufgrund ihrer elektrischen Ladung.
Der Wert gibt an, wie sauer oder alkalisch (basisch) eine Lösung in wässriger Form ist. Die Anzahl der Wasserstoffionen beziehungsweise Protonen kann bestimmt werden. Bei Anwesenheit vieler Wasserstoffionen ist die Lösung sauer. Werte unter der Zahl 7 sind sauer, Werte über 7 gelten als alkalisch oder basisch. Wenn der genaue Wert 7 getroffen wird, ist die Lösung neutral.

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Bestimmung des pH-Wertes

Für die Bestimmung werden Indikatorfarbstoffe benutzt. Ein spezieller Stoff wird in die Lösung gehalten. Durch die Farbänderung kann anhand einer Skala der pH-Wert abgelesen werden. Der Nachteil ist die ungenaue Messung, oft reicht sie für Schulen und Universitäten aus.
Eine exaktere Messung erfolgt mit einem pH Meter. Es ist ein Messgerät, dass auf elektrochemischem Weg den Wert bestimmt und Säure-Base-Indikatoren außer Acht lässt. Das Messprinzip beläuft sich in den meisten Fällen auf ein Potenzial einer Glaselektrode.

Verwendung des pH-Wertes

Eine große Rolle spielt der pH-Wert in der Chemie. Er wird in vielen Experimenten gemessen und kann Reaktionsgeschwindigkeiten oder chemische Strukturen beeinflussen.
Im Alltag wird der pH-Wert in Aquarien oft bestimmt. Bestimmte Fische und Pflanzen benötigen spezielle pH-Werte, um sich wohlzufühlen und gesund zu bleiben. Süßwasserfische bevorzugen eher saure Bereiche, während viele andere nur in neutralem Wasser bei einem Wert von 7 leben können.
Das Trinkwasser des Menschen wird regelmäßig kontrolliert. Die Trinkwasserverordnung fordert einen Wert zwischen 6,5 und 9,5. Zu niedrige Werte könnten Metallionen aus der Leitungswand lösen und zu einer Verunreinigung des Wassers führen.
Für den Menschen wichtig ist der pH-Wert des Blutes und der Zellflüssigkeit. Im Blut entsteht der Wert durch ein komplexes Gleichgewicht aus Proteinen, Salzen und Gasen. Die menschliche Haut hat einen genauen pH-Wert von 5,5 und ist leicht sauer.

Bildnachweis: Aris Suwanmalee/Adobe Stock