Wie kommt man von pH-Wert auf Konzentration?

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Der pH-Wert liefert indirekt Aufschluss über die Hydroxidionenkonzentration. Eine direkte Berechnung ist jedoch nur über den pOH-Wert möglich, der sich einfach aus dem pH-Wert ableiten lässt. Die Ionenproduktkonstante des Wassers bildet die entscheidende Brücke zwischen beiden Größen.

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Von pH-Wert zur Konzentration: Berechnung der Hydroxidionenkonzentration

Der pH-Wert ist ein Maß für den Säuregehalt einer Lösung und gibt an, wie viele Wasserstoffionen (H+)-Ionen darin vorhanden sind. Obwohl der pH-Wert indirekt über die Hydroxidionenkonzentration (OH-) Aufschluss gibt, lässt er sich nicht direkt daraus berechnen.

Um die Hydroxidionenkonzentration zu ermitteln, muss man zunächst den pOH-Wert berechnen, der einfach aus dem pH-Wert abgeleitet werden kann:

pOH = 14 - pH

Der pOH-Wert ist ein Maß für die alkalische Natur einer Lösung und gibt an, wie viele Hydroxidionen darin vorhanden sind.

Die Verbindung zwischen pH-Wert und Hydroxidionenkonzentration stellt die Ionenproduktkonstante des Wassers (Kw) her, die in reinem Wasser bei 25 °C den Wert 10^-14 hat:

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

Durch Umformen dieser Gleichung erhält man die Konzentration der Hydroxidionen:

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

Da der [H+]-Wert aus dem pH-Wert berechnet werden kann (pH = -log[H+]), lässt sich die Hydroxidionenkonzentration wie folgt bestimmen:

[OH-] = Kw / 10^-pH = 10^(14 - pH)

Beispiel:

Für eine Lösung mit einem pH-Wert von 7 (neutral) beträgt der pOH-Wert 7. Die Hydroxidionenkonzentration ist:

[OH-] = 10^(14 - 7) = 10^-7 mol/l

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass man durch Berechnung des pOH-Wertes aus dem pH-Wert und anschließende Verwendung der Ionenproduktkonstante des Wassers die Hydroxidionenkonzentration einer Lösung ermitteln kann.