Einen pH Wert berechnen

Im Alltag wird der pH-Wert grundsätzlich dazu genutzt, um die Neutralität (oder das Ungelichgewicht) eines Haushaltsartikels zu beschreiben. In der Wissenschaft misst der pH-Wert die Ionen in einer Lösung. Wenn du einen Biologie- oder Chemiekurs besuchst, musst du vielleicht wissen, wie man den pH-Wert aus einer Stoffmengenkonzentration berechnet. Du kannst den pH-Wert mit folgender Formel berechnen: pH = -log[H3O⁺].

Methode 1

Methode 1 von 3:

Verstehe den pH-Wert

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Verstehe, was der pH-Wert eigentlich ist. Der pH-Wert gibt die Konzentration an Wasserstoffionen in einer Lösung an. Eine Lösung mit einer hohen Wasserstoffkonzentration ist eine Säure. Eine Lösung mit einer niedrigen Wasserstoffkonzentration ist eine Base, auch bekannt als Lauge. Positiv geladene Wasserstoffionen, auch Protonen (oder international: Hydronen) genannt, werden als H+ oder H30+ dargestellt.
- Kenne die pH-Wert Skala. Die Skala für pH-Werte reicht von eins bis dreizehn. Je niedriger die Zahl, desto saurer ist die Lösung. Je höher, desto basischer. So hat z.B. Orangensaft einen pH-Wert von 2, da er ziemlich sauer ist. Bleiche hingegen hat einen pH-Wert von 12, ist also sehr basisch. Werte auf der Mitte der Skala sind oftmals neutral, wie z.B. Wasser mit einem pH-Wert von 7.
- Ein Level mehr auf der Skala entspricht einem zehnfachen Unterschied. Wenn du also z.B. einen pH-Wert von 6 mit einem pH-Wert von 7 vergleichst, ist der pH-Wert von 6 zehnmal so sauer, wie der pH-Wert von 7. Damit ist eine Lösung mit einem pH-Wert von 6 also schon hundertmal so säurehaltig, wie mit einem pH-Wert von 8.
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Definiere den pH-Wert in einer Gleichung. Der pH-Wert wird mit einem negativen Logarithmus berechnet. Ein negativer Logarithmus ist einfach die Anzahl, wie oft eine Zahl geteilt werden muss.^{[1]XForschungsquelle} Die Gleichung für den pH-Wert kann folgendermaßen formuliert werden: pH = -log[H3O⁺].
- Die Gleichung wird auch manchmal als pH = -log[H⁺] geschrieben. Egal ob in der Gleichung H+ oder H3O+ steht, sie bedeutet immer das gleiche.
- Du musst nicht unbedingt verstehen, was ein negativer Logarithmus ist, um den pH-Wert zu berechnen. Die meisten besseren Taschenrechner haben eine Taste für den Logarithmus.
Die Stoffmengenkonzentration ist die Anzahl an Partikeln einer Verbindung in einer Lösung.^{[2]XForschungsquelle} Die Stoffmengenkonzentration wird normalerweise in Mol angegeben. Um genauer zu sein, in Mol pro Volumeneinheit (m/v oder M). Wenn du eine Lösung in einem Labor verwendest, steht die Stoffmengenkonzentration wahrscheinlich auf der Flasche. Wenn du an deinen Chemie-Hausaufgaben arbeitest, wird dir die Stoffmengenkonzentration wahrscheinlich vorgegeben sein.
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Methode 2

Methode 2 von 3:

Mit der Stoffmengenkonzentration den pH-Wert berechnen

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Die pH-Wert Formel lautet folgendermaßen: pH = -log[H3O⁺].^{[3]XForschungsquelle} Gehe sicher, dass du jeden Term in dieser Gleichung verstehst. Schlage nach, welcher Ausdruck für die Stoffmengenkonzentration verwendet wird.
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Identifiziere die wirkliche Stoffmengenkonzentration. Lies dir deine Chemieaufgabe noch einmal durch. Identifiziere die Stoffmengenkonzentration der Säure oder Base. Schreibe die gesamte Gleichung auf und setze die bekannten Werte ein.^{[4]XForschungsquelle} Vergiss dabei nicht die Einheiten, um Verwechslungen zu vermeiden.
- Wenn die Stoffmengenkonzentration z.B. 1,05 x 10^5 M ist, schreibe die Gleichung für den pH-Wert so auf: pH = -log[1.05 x 10^5 M]
Für das Lösen der Gleichung musst du einen wissenschaftlichen Taschenrechner verwenden. Drücke zunächst die „negativ“ Taste. Auf dieser steht normalerweise „+/-“. Jetzt drücke die „log“ Taste. Dein Bildschirm sollte jetzt „-log“ anzeigen.^{[5]XForschungsquelle} Füge eine offene Klammer an und gib deine Stoffmengenkonzentration ein. Vergiss nicht den Exponenten, falls einer vorhanden ist.^{[6]XForschungsquelle} Zum Abschluss noch eine geschlossene Klammer. Deine Anzeige sollte jetzt „-log(1.05x10^5)“ anzeigen. Löse die Gleichung. Der berechnete pH-Wert sollte 5 lauten.
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Methode 3

Methode 3 von 3:

Mit dem pH-Wert eine Stoffmengenkonzentration berechnen

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Schreibe zunächst deine Formel für den pH-Wert auf. Schreibe als nächste alle gegebenen Werte direkt unter die Gleichung. Wenn du also z.B. einen pH-Wert von 10,1 gegeben hast, schreibe ihn auf dem Papier direkt unter die Gleichung.
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Stelle die Gleichung um. Das Umstellen der Gleichung erfordert ein gutes Algebra Verständnis. Um die Stoffmengenkonzentration aus dem pH-Wert zu errechnen, musst du sie auf einer Seite der Gleichung isolieren. Beginne damit, indem du den pH-Wert auf die eine Seite und die Wasserstoffionenkonzentration auf die andere Seite bringst. Denke daran, dass das Minuszeichen vor dem Logarithmus mit den Wasserstoffionen zusammen wandert, also eine Addition der Wasserstoffionen auf der anderen Seite ergibt. Dann subtrahiere den pH-Wert von der linken Seite und addiere ihn als einen Exponenten auf der rechten Seiten.
- Beispiel: pH = -log[H3O⁺], lässt sich zu +[H3O⁺] = log^-pH umwandeln. Achte darauf, dass der pH-Wert ein invertierter Logarithmus geworden ist. Für den pH-Wert kannst du schließlich 10,1 einsetzen.
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Löse die Gleichung. Wenn du es mit einem invertierte Logarithmus zu tun hast, musst du einen besonderen Rechenvorgang nutzen. Erinnere dich daran, dass der Logarithmus eine Art Multiplikation mit 10 ist. Um die Gleichung zu lösen, musst du zunächst also 10 eintippen. Dann drücke die „EXP“ (Exponenten) Taste. Gib das Minuszeichen und den entsprechenden Wert ein. Drücke auf „lösen“.
- Wenn wir es z.B. mit einem pH-Wert von 10,1 zu tun haben, geben wir zunächst „10“ ein, gefolgt von „EXP“. Dann drücken wir „-/+“, damit unser Wert negativ ist. Dann tippen wir schließlich noch die „10,1“ ein und drücken auf lösen. Die Lösung sollte 1e-100 sein. Das bedeutet, unsere Stoffmengenkonzentration ist 1.00 x 10^-100 M.
Macht die Lösung Sinn? Bei einem pH-Wert von 10,1 sollte die Wasserstoffionenkonzentration klein sein, schließlich ist 10,1 eine basische Lösung. Deswegen macht auch so eine winzige Zahl für die Stoffmengenkonzentration durchaus Sinn.
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Tipps

Wenn dir das Berechnen des pH-Werts schwer fällt, kannst du viele Informationsquellen zum Thema finden. Verwende dein Lehrbuch oder wende dich an deinen Lehrer, um Hilfe zu bekommen.

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