===== Der pH-Wert =====

Um die Konzentration an Hydroniumionen in verschiedenen Lösungen miteinander vergleichen zu können, wurde der pH-Wert eingeführt. Durch eine sehr einfache Dezimalzahl lässt sich darstellen, wie sauer oder alkalisch eine Lösung ist. Sehr verbreitet sind pH-Skalen dieser oder vergleichbarer Art:

{{ :chemie:acids:phscala.png?direct&800 |Bildquelle: https://de.wikipedia.org/wiki/PH-Wert#/media/Datei:PHscala.png}} 

Die dargestellten Zahlen wirken erstmal rein qualitativ: Ein Lösung mit einem pH-Wert von 1 ist saurer als eine mit einem pH-Wert von 3. Dabei ist der pH-Wert eine quantitative Größe und wie folgt definiert:

<WRAP center round info 95%>
**Der pH-Wert**\\
Der pH-Wert ist der mit -1 multiplizierte Logarithmus zur Basis 10 von der aktuellen Hydroniumionenkonzentration (c(H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>). Mathematisch ausgedrückt:

{{ :chemie:acids:ph-definition.png?direct&400 |}}
</WRAP>

<WRAP center round todo 95%>
**Beispiel**\\
Es liegt die Lösung einer einprotonigen Säure der Konzentration c=0,1 mol/L vor. Welchen pH-Wert hat diese Lösung?

Die Konzentration der Hydroniumionen (c(H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) in dieser Lösung beträgt: c(H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>)=0,1mol/L.

{{ :chemie:acids:ph-berechnung-01.png?direct&400 |}}

Der pH-Wert dieser Lösung beträgt 1. Der Logarithmus besitzt generell keine Dimension (Einheit).   
</WRAP>

==== Warum der Umstand mit dem Logarithmus zur Basis 10? ====
In der Chemie spielen sehr oft Konzentrationsangaben in glatten Zehnerpotenzen eine Rolle (0,1 / 0,01 / ...). Der Logarithmus zur Basis 10 lässt sich sehr einfach im Kopf berechnen.

^ Konzentration [mol/L] ^ Konzentration [mol/L] (als Potenz von 10) ^ Logarithmus zur Basis 10 ^ pH-Wert ^
| 1 | 10<sup>0</sup> | 0 | 0 |  
| 0,1 | 10<sup>-1</sup> | -1 | 1 |  
| 0,01 | 10<sup>-2</sup> | -2 | 2 |
| 0,001 | 10<sup>-3</sup> | -3 | 3 |    
| ... | ... | ... | ... | 
 
Hat man die Konzentration der Säure bereits in 10er-Potenzschreibweise vorliegen, lässt sich der pH-Wert leicht ohne Taschenrechner ermitteln.

==== Vom pH-Wert zur Konzentration ====
Es gibt elektronische Messverfahren für den pH-Wert. Aus den gemessenen Werten lässt sich die Konzentration der Hydroniumionen in einer Lösung berechnen.

<WRAP center round info 95%>
**Vom pH-Wert zur Konzentration**\\
Um die Konzentration der Hydroniumionen aus dem pH-Wert zu berechnen, muss man die Definitionsgleichung des pH-Werts nach c(H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) umstellen:

{{ :chemie:acids:cberechnungausph.png?direct&600 |}}
</WRAP>

<WRAP center round todo 95%>
**Beispiel**\\
Es liegt die Lösung einer einprotonigen Säure mit dem pH-Wert 2 vor. Welche Konzentration hat diese Lösung?

{{ :chemie:acids:causphbeispiel.png?direct&500 |}}
\\
Die Konzentration dieser Lösung beträgt **0,01mol/L**.   
</WRAP>