Wasserstoffionenkonzentration-Rechner

Die Wasserstoffionenkonzentration ist ein quantitatives Maß für die Acidität einer wässrigen Lösung. Der pH drückt diese Konzentration auf einer logarithmischen Skala aus: pH = -log10([H+]). Umstellen ergibt [H+] = 10^(-pH). Eine Änderung um eine pH-Einheit entspricht einer zehnfachen Änderung der Wasserstoffionenkonzentration. Deshalb hat eine Lösung mit pH 3 die zehnfache Wasserstoffionenkonzentration einer Lösung mit pH 4. Hydroxidionen liefern das ergänzende Maß für die Basizität. Bei 25 °C beträgt das Ionenprodukt des Wassers Kw = [H+] mal [OH-] = 1.0 mal 10^-14. Die zugehörigen logarithmischen Größen erfüllen pH + pOH = 14. Dieser Rechner nutzt diese Beziehungen, um aus pH, pOH, Wasserstoffionenkonzentration oder Hydroxidionenkonzentration alle vier Werte zu bestimmen. Eine neutrale wässrige Lösung bei 25 °C hat gleiche Wasserstoff- und Hydroxidionenkonzentrationen von 1.0 mal 10^-7 mol/L, entsprechend pH 7 und pOH 7. Ein niedrigerer pH bedeutet höhere Wasserstoffionenkonzentration und stärkere Acidität; ein höherer pH bedeutet geringere Konzentration und stärkere Basizität. In ausreichend konzentrierten Lösungen sind Werte außerhalb des üblichen Bereichs von null bis vierzehn möglich. Aktivitätseffekte machen einfache Konzentrationsformeln dann jedoch ungenauer. Die Konstante 14 ist temperaturabhängig. Sie folgt aus pKw, dem negativen Zehnerlogarithmus des Ionenprodukts des Wassers, und pKw ändert sich mit der Temperatur. Bei anderen Temperaturen als 25 °C ist der neutrale pH nicht zwingend genau 7. Präzise physikalisch-chemische Berechnungen sollten den passenden Kw und Aktivitäten verwenden, statt ideale molare Konzentrationen anzunehmen. Diese Umrechnungen sind in analytischer Chemie, Wasserüberwachung, Titration, Umweltwissenschaften, Biologie und Laborvorbereitung nützlich. Allein können sie den pH einer schwachen Säure, schwachen Base, eines Puffers oder Gemischs nicht aus der formalen Konzentration vorhersagen. Dafür sind auch Gleichgewichtskonstanten, Stoffbilanzen und teils Ladungsbilanzen nötig. Nutze das Werkzeug, wenn eine der vier direkt verknüpften Säure-Base-Größen bereits bekannt ist, und bewerte hochkonzentrierte oder nicht ideale Lösungen mit geeigneten thermodynamischen Methoden.