Der pH-Wert

\(c(\ce{H3O+})\) reicht über viele Zehnerpotenzen — der pH-Wert macht daraus Zahlen von etwa 0 bis 14.

• pH-Wert:\(\mathrm{pH} = -\lg c(\ce{H3O+})\), mit dem Zahlenwert von \(c\) in \(\mathrm{mol\,L^{-1}}\).
• Umkehrung:\(c(\ce{H3O+}) = 10^{-\mathrm{pH}}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
• Skala (25 °C):pH < 7 sauer, pH = 7 neutral, pH > 7 alkalisch.
• Zehnerschritte:pH um 1 kleiner → \(c(\ce{H3O+})\) zehnmal so groß.
• pOH-Wert:\(\mathrm{pOH} = -\lg c(\ce{OH-})\)
• Messen:mit dem pH-Meter oder mit Universalindikator, der je nach pH eine andere Farbe zeigt.

Herleitung:

Stelle \(c(\ce{H3O+})\) mit dem Regler ein oder ziehe den Zeiger auf der Skala (Tastatur: Pfeiltasten ±0,1, mit Umschalt ±1). Die Alltagsproben springen zu typischen Werten.

Halte fest: Jede pH-Stufe bedeutet den Faktor 10 bei \(c(\ce{H3O+})\) — und was der pH-Wert bis 14 übrig lässt, ist der pOH-Wert.

Vom pH-Wert zur Konzentration und zurück braucht es nur zwei Tasten: log und \(10^x\).

• Hinweg:\(c(\ce{H3O+}) = 3{,}2\cdot 10^{-5}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\) → \(\mathrm{pH} = -\lg(3{,}2\cdot 10^{-5}) \approx 4{,}5\)
• Rückweg:\(\mathrm{pH} = 9{,}0\) → \(c(\ce{H3O+}) = 10^{-9}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\); \(\mathrm{pOH} = 5{,}0\) → \(c(\ce{OH-}) = 10^{-5}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}\)
• GTR (fx-CG50):Hinweg (−) log 3.2 ×10^x (−) 5 EXE; Rückweg SHIFT log (= 10^x) (−) 9 EXE
• CAS (TI-Nspire):Hinweg (−) ctrl 10^x (= log, Basisfeld leer oder 10) 3.2 × 10^x (−) 5 enter; Rückweg 10^x (−) 9 enter
• Runden:pH-Werte meist mit einer, höchstens zwei Nachkommastellen angeben.