ZirkelschlagArbeitsblätter / Themen A–Z / Chemie
pH-Wert, Säuren & Basen
Chemie · Klasse 9–11 · 6 Blätter · 63 Aufgaben
LehrplanHessen: Welt der Stoffe · bis Ende Jg. 9/10Hessen: E.2 ProtolysereaktionenHessen: E.2 Protolysereaktionen
Der pH-Wert ist eine Kurzschrift für sehr kleine Konzentrationen. Wer den Logarithmus einmal als „Zählen der Zehnerpotenzen“ verstanden hat, rechnet die Aufgaben im Kopf.
Worum es geht
Säuren geben in Wasser Protonen ab, dabei entstehen Oxonium-Ionen H₃O⁺. Laugen enthalten Hydroxid-Ionen OH⁻. Der pH-Wert ist der negative Zehnerlogarithmus der Oxonium-Konzentration: Bei c(H₃O⁺) = 10⁻³ mol/L ist pH = 3. Jede pH-Stufe bedeutet den Faktor 10. Bei 25 °C gilt pH + pOH = 14, daraus bekommt man den pH-Wert einer Lauge.
Die Regeln
| Begriff | Regel | Beispiel |
|---|---|---|
| sauer · neutral · alkalisch | pH < 7 · pH = 7 · pH > 7 | Essig pH 3, Wasser pH 7, Seifenlauge pH 10 |
| pH-Wert | pH = −lg c(H₃O⁺) | c = 10⁻² mol/L → pH = 2 |
| pOH-Wert | pOH = −lg c(OH⁻) | c = 10⁻³ mol/L → pOH = 3 |
| Zusammenhang | pH + pOH = 14 | pOH = 3 → pH = 11 |
| starke einprotonige Säure | c(H₃O⁺) = c(Säure) | Salzsäure 0,01 mol/L → pH = 2 |
Beispiel, Schritt für Schritt
Aufgabe: Eine Natronlauge hat c(OH⁻) = 0,02 mol/L. Berechne den pH-Wert (2 NKS).
| Schritt | Rechnung | Warum |
|---|---|---|
| 1 · Welche Ionen? | gegeben ist c(OH⁻) | eine Lauge liefert OH⁻, nicht H₃O⁺ — also zuerst pOH |
| 2 · pOH | pOH = −lg 0,02 = 1,70 | derselbe Logarithmus wie beim pH, nur für OH⁻ |
| 3 · pH | pH = 14 − 1,70 = 12,30 | pH und pOH ergeben bei 25 °C zusammen 14 |
| 4 · Einordnen | pH 12,30 > 7 | eine Lauge muss alkalisch sein — passt |
Der typische Fehler
Bei einer Lauge den pOH als pH angeben. −lg 0,02 = 1,70 wird hingeschrieben, und der Schritt 14 − pOH fehlt. Das Ergebnis behauptet dann, Natronlauge sei stark sauer. Wer bei OH⁻ in der Aufgabe sofort „erst pOH, dann 14 minus“ denkt, vermeidet ihn.
So prüfst du dein Ergebnis
Sauer oder alkalisch? Eine Säure muss unter 7 liegen, eine Lauge darüber. Zehnerregel: Verdünnt man eine starke Säure auf ein Zehntel, steigt der pH genau um 1. Liegt c zwischen 10⁻² und 10⁻¹ mol/L, muss der pH zwischen 1 und 2 liegen.