Wie berechnet man die Konzentration von OH?

Die Konzentration von Hydroxidionen ([OH⁻]) zu bestimmen, ist essentiell für das Verständnis von Säure-Base-Reaktionen und der Charakterisierung von Lösungen. Hierbei ist es wichtig, den Zusammenhang zwischen pH-Wert, pOH-Wert und der Hydroxidionenkonzentration zu verstehen. Eine direkte Berechnung von [OH⁻] aus dem pH-Wert ist nicht möglich. Der Schlüssel liegt im pOH-Wert.

Der Weg zur [OH⁻]-Konzentration führt über den pOH-Wert:

Die Formel zur Berechnung lautet:

[OH⁻] = 10⁻pOH

Wie erhält man den pOH-Wert?

Hier kommt der pH-Wert ins Spiel. Bei 25°C besteht folgender Zusammenhang:

pH + pOH = 14

Um also die [OH⁻]-Konzentration zu berechnen, benötigt man zunächst den pOH-Wert. Ist der pH-Wert bekannt, lässt sich der pOH-Wert einfach ableiten:

pOH = 14 – pH

Beispiel:

Eine Lösung hat einen pH-Wert von 9. Wie hoch ist die Hydroxidionenkonzentration?

1. pOH berechnen: pOH = 14 – 9 = 5
2. [OH⁻] berechnen: [OH⁻] = 10⁻⁵ mol/L

Wichtige Hinweise:

• Die Beziehung pH + pOH = 14 gilt nur bei 25°C. Bei anderen Temperaturen verändert sich der Wert von 14 leicht. Dies liegt an der temperaturabhängigen Autoprotolyse des Wassers.
• Die Einheit der Hydroxidionenkonzentration ist mol/L (Mol pro Liter).
• Bei sehr verdünnten Lösungen oder starken Säuren/Basen können Aktivitäten anstelle von Konzentrationen relevant werden. Für die meisten Berechnungen im schulischen und universitären Anfängerbereich ist die Verwendung von Konzentrationen jedoch ausreichend.

Zusammenfassend lässt sich die Berechnung der Hydroxidionenkonzentration in drei Schritten darstellen:

1. pH-Wert bestimmen (gegeben oder messen).
2. pOH-Wert berechnen: pOH = 14 – pH (bei 25°C).
3. Hydroxidionenkonzentration berechnen: [OH⁻] = 10⁻pOH.

Durch dieses Verständnis des Zusammenhangs zwischen pH-Wert, pOH-Wert und Hydroxidionenkonzentration können Säure-Base-Gleichgewichte und die Eigenschaften von Lösungen besser analysiert und interpretiert werden.