Wieso hat Wasser einen pH-Wert von 7?

Warum hat Wasser einen pH-Wert von 7?

Der pH-Wert einer Substanz misst ihren Säure- oder Basegrad und reicht von 0 (sehr sauer) bis 14 (sehr basisch). Reines Wasser hat einen pH-Wert von 7, was bedeutet, dass es weder sauer noch basisch ist, sondern neutral.

Die Neutralität von Wasser beruht auf dem perfekten Gleichgewicht seiner konstituierenden Ionen. Wassermoleküle (H₂O) können sich in geringem Ausmaß in Oxoniumionen (H₃O⁺) und Hydroxidionen (OH⁻) aufspalten:

H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻

Bei 25 °C liegt die Konzentration der Oxonium- und Hydroxidionen in reinem Wasser bei etwa 10⁻⁷ mol/l. Dieses Gleichgewicht führt zu einem pH-Wert von 7, denn laut der pH-Definition ist der pH-Wert der negative Logarithmus der Oxoniumionenkonzentration:

pH = -log[H₃O⁺]

Eine Abweichung von diesem Gleichgewicht, beispielsweise ein Oxoniumionenüberschuss, erzeugt saure Bedingungen (pH < 7). Umgekehrt führt ein Überschuss an Hydroxidionen zu basischen Bedingungen (pH > 7).

Die Neutralität von Wasser ist für das Leben auf der Erde von entscheidender Bedeutung. Die meisten biologischen Prozesse finden bei einem pH-Wert nahe 7 statt, und Abweichungen davon können schädlich sein. Wasser mit einem pH-Wert unter 4,5 oder über 9,5 kann beispielsweise für Organismen tödlich sein.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der pH-Wert von 7 für Wasser auf das perfekte Gleichgewicht von Oxonium- und Hydroxidionen zurückzuführen ist. Dieses Gleichgewicht ist von entscheidender Bedeutung für biologische Prozesse und die Aufrechterhaltung des Lebens auf der Erde.