pH Wert bestimmen

Den pH-Wert einer Lösung kann man mit Indikatoren oder einem Messgerät bestimmen.


Verfahren

Indikatoren

Indikatoren sind Farbstoffe, die in sauren, neutralen oder alkalischen Lösungen ihre Farbe ändern.

Für jeden Indikator gibt es ganz bestimmte Farben und Umschlagsbereiche (Bereich, in dem sich die Farbe ändert). Mit Hilfe der Farbe des Indikators kann man erkennen, welchen pH-Wert die Lösung ungefähr hat.

Universalindikatoren

Universalindikatoren enthalten ein Gemisch aus verschiedenen Indikatoren. Dadurch lässt sich der pH-Wert einer Lösung genauer bestimmen. Jeder pH-Wert hat dabei eine typische Farbe.

Wenn Universalindikator-Papier in eine Lösung getaucht wird, färbt sich das Papier, je nach pH-Wert, so:

Es werden die Farben, die das Universalindikatorpapier annehmen kann gezeigt. Bei einem pH-Wert von 1 hat das Papier die Farbe rot. Bis zu pH-Wert 3 geht die Farbe von rot in orange über. Bei pH-Wert 4 und 5 zeigt sich eine gelbliche Färbung, die bei pH 6 zu einem hellgrün wird. Eine neutrale Lösung mit pH 7 zeigt eine grüne Färbung. Alkalische Lösungen zeigen grün-blau bis dunkel blaue Färbungen. Dabei besitzt das Papier bei pH 8 und 9 eine grüne Färbung, die ins blau-grün übergeht. Bei pH 10 färbt sich das Papier blau und bis pH 14 ändert sich die Farbe zu dunkelblau.

pH-Messgerät

Ein pH-Meter ist ein Messgerät, das den pH-Wert einer Lösung sehr genau bestimmen und anzeigen kann. Der pH-Wert wird hier elektrochemisch bestimmt.

Aufbau

Hier siehst du den Aufbau des pH Meters. Es sieht aus wie ein Stab mit zwei abgetrrennten Kammern. Eine ist innen, die andere darum herum. Im Inneren ist die Messelektrode. Sie ist umgeben von einer Pufferlösung. Am unteren Ende befindet sich eine Glasmembran. In der äußeren Kammer befindet sich die Referenzelektrode, die von einem Elektrolyt umgeben ist. Diese Kammer besitzt ein Diaphragma, welches die Kammer mit der Lösung drum herum verbindet.

Sehr häufig wird ein pH-Meter verwendet, das einen Messstab mit 2 Elektroden (Messelektrode und Referenzelektrode) besitzt.

Die Messelektrode befindet sich in einer Pufferlösung. Unten an der Zelle gibt es eine Glasmembran, die Ionen durchlässt. Je nach Konzentration der H₃O⁺-Ionen in der Lösung um das pH-Meter, hat die Zelle ein unterschiedliches elektrisches Potential.

Die Referenzelektrode besteht meistens aus einer Silber-Silberchlorid-Halbzelle. Diese hat ein konstantes Potential. Die Halbzelle besitzt noch ein Diaphragma, das Ionen zwischen der Halbzelle und der Lösung um das pH-Meter austauschen kann.

Prinzip

In einer Lösung bilden die beiden Elektroden eine galvanische Zelle. Ein Messgerät kann die Spannung der beiden Halbzellen messen. Die Spannung ist abhängig von der H₃O⁺-Ionenkonzentration. Deshalb lässt sich daraus der pH-Wert berechnen.

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