pH-Wert
pH- und pOH-Wert
Der pH-Wert ist ein Maß für die Wasserstoffionenkonzentration in einer Lösung. pOH ist ein Maß für die Hydroxidionenkonzentration.
Der pH-Wert ist das gebräuchlichere Maß. Beide Skalen können jedoch den Säuregrad oder die Alkalität beschreiben. Selbst die am stärksten basischen Lösungen enthalten einige Wasserstoffionen, so wie auch die am stärksten sauren Lösungen noch Hydroxidionen enthalten.
Wenn eine Lösung mehr Wasserstoffionen als Hydroxidionen enthält, ist sie sauer. Eine saure Lösung hat einen pH-Wert < 7 bei 25 oC.
Wenn eine Lösung mehr Hydroxidionen als Wasserstoffionen enthält, ist sie basisch. Eine basische Lösung hat einen pH-Wert > 7 bei 25 oC.
Starke Säuren dissoziieren vollständig in H3O+ und ein Anion. Das bedeutet, dass man zur Berechnung des pH-Werts in einer Lösung ihre Molarität verwenden kann, da die gesamte Säure dissoziiert wird. Die Konzentration von H3O+ und OH- in der Lösung, die in der ICE-Tabelle x entspricht, wird zur Berechnung von pH und pOH verwendet. Diese Zahlen stehen in einer Beziehung zueinander, da Wasserstoffionen und Hydroxidionen im Gleichgewicht nebeneinander existieren.
pH + pOH = 14
Nach dieser Berechnung kann man sagen, dass die Lösung sauer ist, wenn pH \< 7, während pH > 7 bedeutet, dass die Lösung basisch ist.
pH-Indikatoren
Es gibt mehrere Möglichkeiten, den ungefähren pH-Wert zu messen, indem man die Lösung mit verschiedenen Chemikalien mischt, die ihre Farbe ändern, wenn die Lösung sauer oder basisch ist. Einige davon sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt, können aber auch kombiniert werden, wie dies beim Universal-PH-Indikatorpapier der Fall ist. Eine genauere Methode zur Messung des pH-Wertes ist die Verwendung eines pH-Meters.
| Indikator | Farbe bei niedrigerem pH-Wert | Übergangs-pH-Bereich | Farbe bei höherem pH-Wert |
|---|---|---|---|
| Thymolblau (erster Übergang) | Rot | 1,2 - 2,8 | Gelb |
| Methylrot | Rot | 4,4 - 6,2 | Gelb |
| Bromthymolblau (zweiter Übergang) | Gelb | 6,0 - 7,6 | Blau |
| Thymolblau | Gelb | 8,0 - 9,6 | Blau |
| Phenolphthalein | Farblos | 8,3 - 10,0 | Fuchsia |
pH-Wert in lebenden Systemen
Einige biologische Flüssigkeiten, wie z. B. Blut, wirken als Pufferlösungen. Im Falle von Blut liegt der pH-Wert bei 7,365 (leicht basisch) und wird zwischen 7,35 und 7,45 gehalten, um alle physiologischen Reaktionen durchführen zu können.
Der pH-Wert der Magenflüssigkeit ist stark sauer, um Proteine zu verdauen. Der Säuregehalt ist auf seine Zusammensetzung zurückzuführen: eine hohe Konzentration an Salzsäure (HCl) sowie Kaliumchlorid (KCl) und Natriumchlorid (NaCl). Die Zellen des Magens produzieren Schleim, um eine Schutzbarriere zu bilden, die Schäden im Organ verhindert. pH-Wert von Flüssigkeiten:
- Magensäure 1
- Urin 6,0
- Zerebrospinalflüssigkeit (CSF) 7,5
- Blut 7,35 - 7,45
- Sekrete der Bauchspeicheldrüse 8,1