Die zur Berechnung von pH und pOH verwendeten Skalen sind entgegengesetzte Seiten derselben Medaille. Während einer Ihnen die Konzentration von Wasserstoff-(Hydronium)-Ionen angibt, sagt Ihnen der andere die Konzentration von Hydroxid-Ionen.
Normalerweise wird der pH-Wert auf einer Skala von 0-14 angegeben (obwohl es sich nicht um eine absolute Skala handelt). Sie kennen vielleicht die Tatsache, dass ein Stoff bei einem niedrigen pH-Wert als sauer und bei einem hohen pH-Wert als basisch gilt. In diesem Artikel erfahren Sie, warum das so ist und wie Sie sowohl den pH- als auch den pOH-Wert berechnen.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Um den pH-Wert zu berechnen, nehmen Sie den negativen Logarithmus der Hydroniumionenkonzentration. Um den pH-Wert zu ermitteln, ziehen Sie einfach den pH-Wert von 14 ab.
Um den pOH zu berechnen, nehmen Sie den negativen Logarithmus der Hydroxidionenkonzentration. Um den pH-Wert zu ermitteln, subtrahiere einfach den pH-Wert von 14.
Was messen pH und pOH?
Wenn dem Wasser eine starke Säure zugesetzt wird, erhöht sich die Menge an
Hydroniumionen (H3Ö+). Dies liegt daran, dass das mit der Säure verbundene Wasserstoffion von der Säure dissoziiert und sich mit einem Wassermolekül verbindet. Schauen Sie sich das folgende Beispiel für HCl an, eine sehr starke Säure:Der pH-Wert gibt Ihnen einen Hinweis auf die Konzentration von H3Ö+ in der Lösung, während der pH-Wert Ihnen einen Hinweis auf die Konzentration von OH. gibt-. Aber wie kommt man eigentlich an diese Zahlen und was bedeuten sie?
Wie berechnet man pH und pOH?
Das "p" in pH und pOH zeigt an "-Log." Das H oder das OH in pH und pOH zeigen die Konzentration von Hydroniumionen (H3Ö+) oder Hydroxidionen (OH-). Der pH misst also die Hydroniumionenkonzentration, während der pOH die Hydroxidionenkonzentration misst.
Nur starke Säuren und Basen dissoziieren vollständig in Wasser. Wenn Sie also die Konzentration der Säure erhalten, kennen Sie auch die Konzentration der Hydronium-Ionen.
Angenommen, Sie haben eine 0,001 M HCl-Lösung. Da die Säure vollständig dissoziiert, bedeutet dies, dass Ihre Hydroniumionenkonzentration ebenfalls 0,001 M beträgt. Um den pH-Wert zu ermitteln, nehmen Sie das negative Protokoll:
So,
Der pOH ist der negative Logarithmus der Konzentration von Hydroxidionen. Aber basierend auf der obigen Gleichung wissen Sie nichts über die Hydroxidionen, also was tun Sie?
Tatsächlich aus Gründen, die mit der Dissoziationskonstante von Wasser bei 25 °C zu tun haben (die den Rahmen dieses Artikels sprengen würden):
Das heißt, wenn Sie entweder pH oder pOH kennen, kennen Sie den anderen!
Wenn der pH-Wert Ihrer sauren Lösung also drei beträgt, können Sie dies in die obige Gleichung einsetzen, um den pH-Wert zu ermitteln:
So,
Für eine 0,001 M HCl-Lösung beträgt der pH-Wert 3 und der pH-Wert 11.
Sie können auch die umgekehrte Berechnung durchführen. Angenommen, Sie haben eine starke Base mit einem pH-Wert von 13. Was ist der pOH?
Der pOH ist somit:
Identifizieren von sauren und basischen Lösungen
Wie können Sie anhand dieser Zahlen auf einen Blick erkennen, ob eine Lösung sauer oder basisch ist oder nicht?
Nun, die pH-Skala ist eine bequeme Möglichkeit, über Säuren und Basen zu sprechen. Eine Zahl auf der pH-Skala sagt etwas über diese Lösung aus.
- Bei einem pH-Wert < 7 gilt die Lösung wegen der hohen Konzentration an Wasserstoffionen als sauer.
- Bei einem pH > 7 gilt die Lösung wegen der geringen Konzentration an Wasserstoffionen als basisch.
- Bei pH = 7 gilt die Lösung als neutral, da die Wasserstoff- und Hydroxidionenkonzentration gleich ist.