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pH-Wert – Definition und Verwendung

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Team Digital
pH-Wert – Definition und Verwendung
lernst du in der Unterstufe 4. Klasse - Oberstufe 5. Klasse - 6. Klasse - 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse

pH-Wert – Definition und Verwendung Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video pH-Wert – Definition und Verwendung kannst du es wiederholen und üben.
  • Gib an, was der pH-Wert ist.

    Tipps

    Es bleiben drei Antwortmöglichkeiten übrig.

    Eine Lösung mit einem pH-Wert von 14 ist stark basisch.

    Lösung

    Der pH-Wert ist ein Maß für den sauren oder basischen Charakter einer wässrigen Lösung. Er zeigt also an, wie sauer oder basisch diese ist.
    Angegeben wird er auf einer Skala von 0 bis 14, wobei den Zahlen oftmals auch Farben zugeordnet werden.

  • Vervollständige die pH-Wert-Skala.

    Tipps

    Eine neutrale Lösung ist weder sauer noch basisch.

    Der pH-Wert wird auf einer Skala 0 bis 14 angegeben.

    Lösung

    Der pH-Wert ist ein Maß für den sauren oder basischen Charakter einer wässrigen Lösung. Er zeigt also an, wie sauer oder basisch diese ist.

    Angegeben wird er auf einer Skala von 0 bis 14, wobei den Zahlen oftmals auch Farben zugeordnet werden.

    • Ein pH-Wert von 7 markiert den neutralen Bereich, in dem eine Lösung als neutral betrachtet wird.
    • Ein pH-Wert unter 7 zeigt an, dass die Lösung sauer ist.
    • Ein pH-Wert über 7 zeigt an, dass die Lösung basisch ist.

  • Bestimme die Protonenkonzentration des jeweiligen pH-Werts.

    Tipps

    $10^{-2} = 0,\!01$

    Eine Lösung mit einer Protonenkonzentration von $10^{-5} ~\dfrac{mol}{\ell}$ hat einen pH-Wert von $5$.

    Lösung

    Der pH-Wert gibt die Konzentration der Wasserstoffionen in einer Lösung an. Dabei ist zu erwähnen, dass das Wasserstoffion zur Vereinfachung des pH-Werts angegeben wird. In der Realität liegt dies allerdings gebunden, in Wasser hauptsächlich als „Oxonium-Ion“, also $\ce{H3O+}$, vor. Sind also viele Wasserstoffionen beziehungsweise noch einfacher ausgedrückt, „Protonen“ in einer Lösung, ist diese sauer.

    Es gilt: Ein niedriger pH-Wert bedeutet eine hohe Anzahl an Protonen, während ein hoher pH-Wert auf eine geringe Anzahl von Protonen in der Lösung hinweist. Denn es wird nicht direkt die Protonenkonzentration mit dem pH-Wert ausgedrückt, sondern der „negativ dekadische Logarithmus“ der Protonenkonzentration.

    Der pH-Wert ist $4$.
    $\Rightarrow$ negativ dekadischer Logarithmus von: $10^{-4} ~\dfrac{mol}{\ell} = 0,\!0001 ~\dfrac{mol}{\ell}$
    Der pH-Wert ist $3$.
    $\Rightarrow$ negativ dekadischer Logarithmus von: $10^{-3} ~\dfrac{mol}{\ell} = 0,\!001 ~\dfrac{mol}{\ell}$
    Der pH-Wert ist $12$.
    $\Rightarrow$ negativ dekadischer Logarithmus von: $10^{-12} ~\dfrac{mol}{\ell} = 0,\!000000000001 ~\dfrac{mol}{\ell}$

  • Beschreibe die Messung des pH-Werts und dessen Verwendung.

    Tipps

    Je niedriger der pH-Wert, desto saurer ist die Lösung.

    Lösung

    Um den pH-Wert zu messen, gibt es verschiedene Methoden. Am gängigsten ist die Verwendung von Universalindikatorpapier. Darauf befinden sich mehrere Indikatorsubstanzen, welche unabhängig voneinander bei einer bestimmten Protonenkonzentration ihre Farbe ändern. Wird das Papier also in die zu messende Lösung getaucht, verfärbt es sich.
    Mit einer Skala kann der Papierstreifen abgeglichen und so der pH-Wert ermittelt werden. Im Labor wird auch häufig ein digitales pH-Meter verwendet: Hierbei wird der pH-Wert präziser angezeigt.

    In der Medizin wird dieser Parameter zum Beispiel verwendet, um den Säuregehalt im Körper zu überwachen. Er variiert nämlich in und auf unserem Körper: Die Haut hat einen pH-Wert von etwa 5 und im Magen wird es mit einem pH-Wert von 2 richtig sauer und ätzend!

    In der Landwirtschaft sowie in der Umweltüberwachung wird die Boden- und Wasserqualität mithilfe des pH-Werts kontrolliert. In der Lebensmittelindustrie wird der pH-Wert genutzt, um sichere Lebensmittel und gewünschte Eigenschaften wie Textur, Geschmack und Aroma zu gewährleisten.

  • Vergleiche den pH-Wert der Stoffe.

    Tipps

    In der Aufgabe sind abgebildet: Haut, Seife, Leitungswasser und Zitronensaft.

    Zitronensaft hat einen pH-Wert von 2,4, ist also sehr sauer.

    Wasser ist neutral, also weder sauer noch basisch.

    Unsere Haut verfügt über eine natürliche Hautbarriere, die auch Säureschutzmantel genannt wird.

    Lösung

    Zitronensaft hat einen pH-Wert von etwa 2,4 und ist somit sehr sauer.

    Die Haut hat einen pH-Wert von ungefähr 5 und ist daher leicht sauer.

    Ein Beispiel für eine neutrale Lösung ist das Leitungswasser mit einem pH-Wert von 7: Leitungswasser ist weder sauer noch basisch.

    Seife hat dagegen einen pH-Wert von etwa 9 bis 10 und ist somit basisch bzw. alkalisch.

  • Vergleiche die Beispiele aus dem Alltag.

    Tipps

    Es sind drei saure und drei basische Stoffe abgebildet.

    Blut ist nur leicht alkalisch.

    Backpulver (Natriumhydrogencarbonat) kann in Wasser gelöst werden: Was denkst du? Ist die entstehende Lösung eher basisch oder sauer?

    Lösung

    Der pH-Wert ist ein Maß für den sauren oder basischen Charakter einer wässrigen Lösung. Er gibt also an, wie sauer oder basisch diese ist. Er wird auf einer Skala von 0 bis 14 angegeben.

    Folgende Beispiele aus dem Alltag sind sauer:

    • Cola
    • Wein
    • Zitronensaft

    Folgende Beispiele aus dem Alltag sind basisch:

    • Seifenwasser
    • Blut
    • Backpulverlösung