pH Wert berechnen

Der pH-Wert kann mit Hilfe von Formeln berechnet werden.


Formeln

Für die Berechnung des pH-Wertes von Lösungen gibt es 4 wichtige Formeln.

Für eine saure Lösung wird direkt der pH-Wert berechnet. Für eine alkalische Lösung wird zuerst der pOH-Wert berechnet.

\text{ }\text{ }

Säure

Base

stark

\text{pH}=-\text{lg}\,(\text{c}_{0}\text{(HA)})pH=lg(c0(HA))\text{pH}=-\text{lg}\,(\text{c}_{0}\text{(HA)})
\text{pOH}=-\text{lg}\,(\text{c}_{0}\text{(B)})pOH=lg(c0(B))\text{pOH}=-\text{lg}\,(\text{c}_{0}\text{(B)})

schwach

\text{pH}=\frac{1}{2}\cdot (\text{pK}_{\text{S}}-\text{lg}\,(\text{c}_{0}\text{(HA)})pH=12(pKSlg(c0(HA))\text{pH}=\frac{1}{2}\cdot (\text{pK}_{\text{S}}-\text{lg}\,(\text{c}_{0}\text{(HA)})
\text{pOH}=\frac{1}{2}\cdot (\text{pK}_{\text{B}}-\text{lg} \,(\text{c}_{0}\text{(B)})pOH=12(pKBlg(c0(B))\text{pOH}=\frac{1}{2}\cdot (\text{pK}_{\text{B}}-\text{lg} \,(\text{c}_{0}\text{(B)})

Den pOH-Wert kann man in den pH-Wert umformen, indem man rechnet:

\text{pH} = 14- \text{pOH}pH=14pOH\text{pH} = 14- \text{pOH}

Beispiele

Salzsäure

Wie groß ist der pH-Wert einer Salzsäure mit der Konzentration c(HCl) = 0,5 mol/L?

Für Salzsäure hat man einen pKs-Wert von pKs(HCl) = -6. Dies ist ein sehr kleiner Wert, daher ist Salzsäure eine starke Säure.

Mit der Formel für starke Säuren gilt:

\text{pH}=-\text{lg}(0,5)=0,3pH=lg(0,5)=0,3\text{pH}=-\text{lg}(0,5)=0,3

Der pH-Wert einer 0,5 molaren Salzsäure liegt bei 0,3.

Natronlauge

Wie groß ist der pH-Wert einer Natronlauge mit der Konzentration c(NaOH) = 0,02 mol/L?

Für Natronlauge hat man einen pKb-Wert von pKb(NaOH) = 0. Natronlauge ist daher eine starke Base.

Mit der Formel für starke Basen gilt:

\text{pOH}=-\text{lg}(0,02)=1,7pOH=lg(0,02)=1,7\text{pOH}=-\text{lg}(0,02)=1,7

Der pOH-Wert wird dann in den pH-Wert umgerechnet:

\text{pH}=14-\text{pOH}=14-1,7=12,3pH=14pOH=141,7=12,3\text{pH}=14-\text{pOH}=14-1,7=12,3

Der pH-Wert einer 0,02 molaren Natronlauge beträgt 12,3.

Essigsäure

Wie groß ist der pH-Wert einer Essigsäure mit der Konzentration c(CH₃COOH) = 0,1 mol/L?

Hier hat man für die Essigsäure einen pKs-Wert von pKs(CH₃COOH) = 4,75. Da der pKs-Wert größer als 4 ist, ist Essigsäure eine schwache Säure.

Mit der Formel für schwache Säuren gilt:

\text{pH}=\frac{1}{2}\cdot(4,75-\text{lg}(0,1))=2,875pH=12(4,75lg(0,1))=2,875\text{pH}=\frac{1}{2}\cdot(4,75-\text{lg}(0,1))=2,875

Der pH-Wert einer 0,1 molaren Essigsäure beträgt 2,88.

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