Wie berechnet man den pH-Wert?

Bei starken Säuren ist der pH-Wert der negative Zehnerlogarithmus der Säurekonzentration in mol/l, also pH = -lg c. Bei schwachen Säuren braucht man zusätzlich den pKs-Wert.

lg ist der Logarithmus zur Basis 10. lg 0,01 ist -2, denn 10⁻² = 0,01. Deshalb hat eine Säure mit 0,01 mol/l den pH-Wert 2.

Warum gilt pH + pOH = 14?

Weil das Produkt der Konzentrationen von Oxonium- und Hydroxid-Ionen in Wasser bei 25 °C immer 10⁻¹⁴ mol²/l² beträgt. Logarithmiert ergibt das die Summe 14.

pH-Wert berechnen

Mit diesem Rechner bestimmst du den pH-Wert von Lösungen starker und schwacher Säuren und Basen aus ihrer Konzentration. Umgekehrt rechnet er einen pH-Wert in die Konzentration der Oxonium-Ionen um. Alle Werte gelten für 25 °C.

Beispiele

Starke Säuren und Basen

Starke Säuren wie Salzsäure geben ihre Protonen vollständig ab. Die Konzentration der Oxonium-Ionen entspricht dann der Säurekonzentration, und es gilt pH = -lg c. Eine Salzsäure mit 0,01 mol/l hat also pH 2.

Bei starken Basen wie Natronlauge rechnest du zuerst den pOH-Wert aus: pOH = -lg c(OH⁻). Bei 25 °C gilt pH + pOH = 14. Natronlauge mit 0,01 mol/l hat pOH 2 und damit pH 12.

Schwache Säuren und Basen

Schwache Säuren wie Essigsäure geben nur einen kleinen Teil ihrer Protonen ab. Wie stark sie das tun, beschreibt der pKs-Wert. Näherungsweise gilt pH = ½ · (pKs - lg c). Für Essigsäure mit pKs = 4,76 und c = 0,1 mol/l ergibt sich pH = ½ · (4,76 + 1) = 2,88.

Für schwache Basen gilt entsprechend pOH = ½ · (pKb - lg c) und pH = 14 - pOH. Den pKs- oder pKb-Wert gibst du selbst ein, du findest ihn im Schulbuch oder in Tabellenwerken.

Grenzen der Näherung

Die Formeln sind Näherungen, wie sie im Unterricht verwendet werden. Bei sehr verdünnten Lösungen unter etwa 10⁻⁶ mol/l spielt die Eigenprotolyse des Wassers eine Rolle, und die Ergebnisse werden ungenau. Der Rechner weist dich dann darauf hin. Mehr zu den Grundlagen findest du beim pH-Wert, bei Säuren und Basen.