Warum besitzt Wasser einen pH-Wert von 7?

Warum besitzt Wasser einen pH-Wert von 7?

Wasser, die Lebensgrundlage für alle bekannten Organismen auf der Erde, besitzt einen neutralen pH-Wert von 7. Dies bedeutet, dass es weder sauer noch alkalisch ist. Die Neutralität von Wasser ist auf das Gleichgewicht zwischen seiner Wasserstoffionenkonzentration (H+) und Hydroxidionenkonzentration (OH-) zurückzuführen.

Das pH-Konzept

Der pH-Wert ist ein Maß für die Acidität oder Alkalität einer Lösung. Er wird auf einer Skala von 0 bis 14 gemessen, wobei 0 der saurste und 14 der alkalischste Wert ist. Ein pH-Wert von 7 gilt als neutral.

Dissoziation von Wasser

Wenn Wasser aufgelöst wird, dissoziiert es in geringem Maße in H+ und OH- Ionen:

H2O <=> H+ + OH-

Der Gleichgewichtszustand dieser Reaktion wird durch das Ionenprodukt des Wassers (Kw) beschrieben, das eine Konstante ist und bei 25 °C einen Wert von 10^-14 hat:

[H+][OH-] = Kw = 10^-14

Gleichgewicht von H+ und OH- Ionen

Bei reinem Wasser sind die Konzentrationen von H+ und OH- Ionen gleich. Dies bedeutet, dass für jedes H+ Ion, das gebildet wird, auch ein OH- Ion gebildet wird.

[H+] = [OH-] = 10^-7

Wenn wir diese Konzentration in die Gleichung für Kw einsetzen, erhalten wir:

[H+][OH-] = 10^-14
10^-7 * 10^-7 = 10^-14

Dies bestätigt, dass die Konzentrationen von H+ und OH- Ionen im Gleichgewicht sind.

Neutralität von Wasser

Da die Konzentrationen von H+ und OH- Ionen in reinem Wasser gleich sind, ist der pH-Wert 7. Dies bedeutet, dass Wasser weder sauer noch alkalisch ist, sondern neutral.

Ausnahmen

Es ist wichtig zu beachten, dass reines Wasser in der Natur selten vorkommt. Die meisten Wasserquellen enthalten gelöste Stoffe, die den pH-Wert verändern können. Beispielsweise kann gelöstes Kohlendioxid den pH-Wert von Wasser senken und es sauer machen, während gelöste Mineralien wie Kalziumkarbonat den pH-Wert erhöhen und es alkalisch machen können.