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Transkript pH-Wert – Grundlagen

Herzlich willkommen liebe Freundinnen und Freunde der Chemie. Ich beginne zunächst mit einem Jubiläum, was im vorigen Jahr stattfand. Im Jahre 1909 kreierte der dänische Chemiker Søren Sørenson einen Begriff, den wir heute als pH-Wert bezeichnen, und damit sind wir schon mittendrin im Thema unseres heutigen Videos aus der Reihe Säuren, bereits Teil 9. Was hat es mit dem pH-Wert auf sich? Bevor wir zur Definition kommen, möchte ich versuchen, etwas über die Sinnfälligkeit dieser Größe zu sagen. Ich habe dazu aufgereiht einige Substanzen, die wir aus der Haushaltschemie sehr gut kennen. Das ist die Cola, das ist die Essigsäure, das ist Mineralwasser mit Kohlendioxid versetzt und als letztes schließlich destilliertes Wasser. So, man glaubt es nicht, aber Cola ist sauer. Kann man nachmessen, entweder mit Teststreifen oder mit einem pH-Meter und die Frage ist, wie viel von Wasserstoffionen, die man auch als Protonen bezeichnen kann, sind denn eigentlich dort enthalten? Die sinnvolle Mengenangabe in der Chemie wird immer ausgedrückt in Mol pro Liter. Das wären also mol/l. Wenn ich also von Konzentration spreche, meine ich immer: wie viel mol/l? So, und 1 mol, das sind etwa 1g/l von diesen Wasserstoffionen. Beginnen wir mit der Cola. Cola. Wenn ich bei Cola bin, dann hat Cola auf jeden Fall einen Anteil an Wasserstoffionen von 0,0001 mol/l. Als nächstes nehmen wir den Haushaltsessig. Naja, für Haushaltsessig gibt es typische Werte eines Gehalts an Wasserstoffionen in mol/l von Essig von etwa 0,00001 mol/l. Ist so, kann man so messen. Wie sieht es aus mit Mineralwasser? Nun ja, Mineralwasser zeigt auch schwache saure Eigenschaften, das heißt, wir haben auch hier einige Wasserstoffionen drin. Und ein typischer Wert wäre für Mineralwasser 0,000001 mol/l. Ist so, kann man so messen, ist ein vernünftiger Wert. Und ich gehe nun weiter und komme jetzt endlich an bei unserem destillierten Wasser. Destilliertes Wasser ist eigentlich reines Wasser. Nun werdet ihr sagen, wenn ihr euch noch nicht so viel befasst habt mit der Wasserchemie, sondern euch mehr auf die Säuren konzentriert habt: Na eigentlich dürfte destilliertes Wasser gar keine Wasserstoffionen enthalten. Das ist aber nicht so. Ich nenne euch jetzt mal den Wert, und der beträgt bei reinem Wasser 0,0000001 mol/l. Das sind experimentelle Werte, die typisch sind für diese 4 Haushaltschemikalien, sag ich jetzt mal. Und wenn wir uns das anschauen, von der Handhabbarkeit, geben Sie mir mal bitte 0,00000001 mol/l Wasserstoffionen, irgendwie redet man sich die Zunge fusslig. Aber es gibt jetzt einen Trick. Und worin besteht der Trick? Naja, wenn man ein bisschen sich befasst hat, sich mit Potenzen, dann kann man natürlich auch eine Potenzschreibweise wählen, um diese Zahlen auszudrücken. Nun ja, dann müssen wir folgendes machen. Wir nehmen eine Zehnerpotenz, und da die Stelle nach dem Komma ist, bezeichnen wir diesen Zahlenwert, jetzt kommt es, als 10^, 1, 2, 3, 4, als 10^, das ist wichtig, -4. Und beim Essig? 10^, und jetzt zählen, 1, 2, 3, 4, 5 - 10^-5. Und beim Mineralwasser? 1, 2 ,3, 4, 5, 6. Da haben wir 10^-6. Ja und beim Wasser, da sind ganze wenig Wasserstoffionen drin, da haben wir 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 - 10^-7, ja? Und in jedem Fall ist es so, dass es sich hierbei handelt um mol/l, also ganz ganz wenig. Und jetzt sagt mal: Gefallen euch diese Zahlen? Also ich muss ganz ehrlich sagen: Ich habe damit meine Probleme. Also ich kann sie verstehen, aber zu sagen, ich hätte gerne 10^-irgendwas... das ist nicht toll, nicht? Und nun kommt unser Professor Sørenson auf den Plan und sagt: Tja. Wie können wir denn diese Zahlen einfacher, besser, handhabbarer gestalten? Ja da sagt der Herr Sørenson: Da machen wir doch einmal folgendes in der ganzen Sache. Wenn die hier oben stehen, ja dann gibt es doch so etwas wie die Logarithmengesetze. Und den Logarithmus, da machen wir doch einmal folgendes an der ganzen Geschichte. Dann nehmen wir doch die Werte, so wie sie sind, und setzen hier ganz einfach mal einen Logarithmus an. Also. Wir haben hier oben, dann sind das die Konzentrationen c, und wir arbeiten immer in mol/l. Ich sage das jetzt gar nicht mehr dazu. Das geht und in Fleisch und Blut über. Nicht g/l, immer mol/l. So. Und was ist jetzt der pH-Wert? Naja, eigentlich, diese 10 haben wir immer da, die können wir uns schenken. So. Dann haben wir hier -4, -5, -6, -7. Ja, das sieht doch schon besser aus, nicht? Das Minus ist immer gleich, also sind das offensichtlich immer kleine Werte. Nun ja, dann nehmen wir doch die 10 weg, das Minus weg, und dann haben wir 4, 5, 6, 7. Und wenn wir dann sagen könnten, wir hätten Werte von 4, 5, 6, und 7, na, das wäre doch einmal was. Dann machen wir das doch einmal. Dann sagen wir der pH-Wert beträgt in diesem Fall ganz einfach 4. Hier beträgt er ganz einfach 5, hier beträgt er ganz einfach 6,und hier beträgt er ganz einfach 7. Was haben wir denn jetzt eigentlich gemacht? Wir haben jetzt diese Konzentrationen gezwungen, eine neue Funktion zu bilden. Wir haben also hier - ein bisschen Mathematik muss auch sein - wir haben hier jetzt folgendes gemacht: Wir haben dieses c auf dieses Neue hier abgebildet, auf den pH-Wert. Was haben wir eigentlich gemacht? Wenn wir zum Beispiel nehmen 10^-4, ja? Ich nehme hier 10^-4, wie komme ich dann jetzt bei 10^-4 auf die 4? Naja, schaut mal. Ich könnte folgendes machen. Ich nehme einen Logarithmus, und zwar einen dekadischen Logarithmus, also Logarithmus zur Basis 10, und der bezieht sich jetzt auf 10^-4. Laut Logarithmengesetz kann ich jetzt diese -4 nach vorne bringen, vor den Logarithmus, ja? Mach ich mal. Also, ich schreibe: Logarithmus zur Basis 10 von 10 und den Exponenten, das haben wir ja gesagt, Logarithmengesetz, den kann man hier nach vorne bringen. Und wenn der nach vorne gebracht ist, steht hier also -4. Wunderbar. Und 2. Logarithmengesetz, bisschen Mathematik: Wir haben Logarithmus von 10 zur Basis 10, und das ist genau 1. So weit, so gut. Nun ist nur noch eine Sache dabei. Ich hätte gerne, jetzt hab ich das ja ausgerechnet, jetzt habe ich -4×1. Und ich hätte gerne nur eine 4. Minus, gesehen? Minus und hier kommt dann vor diese Stelle hier, vor die 4, auch noch ein Minus hin. Klar? Was habe ich eigentlich jetzt gemacht, um von c auf pH zu kommen? Ich habe pH jetzt so definiert: Was habe ich eigentlich gemacht? Ich habe den dekadischen Logarithmus gebildet zur Basis 10. Den dekadischen Logarithmus schreibt man eigentlich ganz gerne als lg. Als lg, also so: lg, also dekadischer Logarithmus, der Wasserstoffionenkonzentration, lgc. So. Damit wir wissen, dass es sich um Wasserstoffionen handelt, schreibe ich hier mal c H+ und hier auch c H+. Und das Minus, das wir hier vorne haben, dieses hier, ja, dieses hier, das muss hier vorne auch stehen, ja? Ist gleich. Und letztendlich kommt hier noch ein hübsches Kästchen rum und der pH-Wert ist kreiert. Das heißt, immer wenn wir eine bestimmte Konzentration haben, eine bestimmte Konzentration an Wasserstoffionen, können wir den pH-Wert bestimmen, indem wir zunächst den dekadischen Logarithmus bilden, lgc H+, Logarithmus zur Basis 10 und davor ein Minus schreiben. So kommen wir also von 10^-4 auf 4, von 10^-5 auf 5 und von 10^-6 auf 6 und 10^-7 auf 7. So, und ich werde das jetzt mal in einem Satz formulieren, wo die Formel hier da ist. Den schreiben wir aber nicht auf. Den werden wir im nächsten Video noch richtig schön formulieren, aber für heute soll uns das mal reichen. Also ich sag mal: Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration. Jetzt wie immer großen Spaß dabei. Ich geh mal zur Seite, dann könnt ihr noch mal einen Blick darauf werfen. So, also dann bis zum nächsten Mal, alles Gute, tschüss.

Informationen zum Video
31 Kommentare
  1. Default

    Toll erklärt weiter so

    Von Roland 4, vor etwa 2 Monaten
  2. Default

    Da macht Chemie dann doch auch mal Spaß. Herzlichen Dank dafür.

    Von Marina Serwe, vor 9 Monaten
  3. Default

    Super erklärt, sehr lustig und unterhaltsam, vielen Dank!

    Von Brianna D., vor 9 Monaten
  4. 001

    Lieber Abdullah, du übertreibst.
    Ich bin DER BESTE in ... Berlin - Hohenschönhausen.
    Alles Gute

    Von André Otto, vor fast 2 Jahren
  5. Default

    herr andre,sie sind einer der besten chemie lehrer auf dem ganzen Planeten :)

    Von Abdullah E., vor fast 2 Jahren
  1. Default

    Vielen Dank!! Ein hervorragendes Video und sehr sympathisch "rübergebracht".

    Von Daniela Strothmann, vor fast 2 Jahren
  2. 001

    Logarithmen - die Stiefkinder der Schule.
    Außerdem kommt kaum einem Mathematiklehrer (es sei denn, er ist Chemielehrer!) in den Sinn, den pH - Wert als gutes Beispiel für Logarithmen zu behandeln. Das betrifft natürlich auch die Lehrerinnen.
    Schon seit vielen Jahren wird vom fächerübergreifenden Unterricht gesprochen. In der Praxis tut sich dagegen kaum etwas.
    Wenn Interesse da ist; für die Mediziner habe ich ein Video gemacht, da werden die Logarithmen noch einmal kurz erklärt.
    Alles Gute

    Von André Otto, vor fast 2 Jahren
  3. Roxyisthisyou

    Prima Video, nur schade, dass wir Logarythmen (schreibt man das so?!) noch gar nicht hatten >.<
    Ansonsten sehr gut erklärt, danke!

    Von Yuu P., vor fast 2 Jahren
  4. Default

    super danke!! :)

    Von Vivien S., vor mehr als 2 Jahren
  5. Default

    Hat sich erledigt:) nach dem nächsten video.

    Von Eva Maria Sontag, vor mehr als 2 Jahren
  6. Default

    Tolles Video!
    Wir haben in der Schule den Satz so gelernt: Der pH-Wert ist der negative, decadische Logarithmus der H3O+ Konzentration.

    Ist das jetzt falsch?

    Von Eva Maria Sontag, vor mehr als 2 Jahren
  7. Default

    Sehr gut erklärt. Bestes Video zu diesem Thema! :)

    Von Barbara S., vor fast 3 Jahren
  8. Default

    Toll erklärt. :D

    Von S Pollak, vor fast 3 Jahren
  9. 001

    pH = 1/2 (pKs + log c + 14)
    Das mal ohne Herleitung. pKs = 4,75 oder 4,76 für die schwache Säure (Essigsäure). log c = lg c = log10(c) dekadischer Logarithmus. Also log 0,1 = -1
    Wir setzen ein:
    pH = 1/2 (4,75 + (-1) + 14)
    Wir erhalten etwa:
    pH = 8,9
    Es stimmt schon. Eine systematische Reihe von Übungsvideos zu diesem Thema gibt es nicht.
    Alles Gute

    Von André Otto, vor etwa 3 Jahren
  10. Default

    Welches Video sollte ich mir denn anschauen, wenn ich lernen möchte den PH-Wert zu berechnen? Bei einfachen Aufgaben ist mir das noch klar (Kalilauge, Salzsäure, etc. ) , aber wenn ich zb. die Aufgabe :" 0,1 m Natriumacetat in wässriger Lösung" habe und dann den PH-Wert bestimmen soll, komme ich einfach nicht weiter..
    Vielen Dank für Hilfe !
    Super Videos übrigens ;)

    Von Elisa Moeller, vor etwa 3 Jahren
  11. Default

    Welches Video sollte ich mir denn anschauen, wenn ich lernen möchte den PH-Wert zu berechnen? Bei einfachen Aufgaben ist mir das noch klar (Kalilauge, Salzsäure, etc. ) , aber wenn ich zb. die Aufgabe :" 0,1 m Natriumacetat in wässriger Lösung" habe und dann den PH-Wert bestimmen soll, komme ich einfach nicht weiter..
    Vielen Dank für Hilfe !
    Super Videos übrigens ;)

    Von Elisa Moeller, vor etwa 3 Jahren
  12. Default

    Sehr schön erklärt!

    Von Di0, vor etwa 3 Jahren
  13. Default

    Wenn es um Chemie geht bist du hier wirklich der beste Tutor :)

    Ich muss mich gerade auf meine GFS vorbereiten und finde hier einfach mal extrem gute Informationen die schön zusammengefasst sind :D

    Vielen Dank nochmal ;)

    Von Elijah Yacoub, vor mehr als 3 Jahren
  14. Default

    So, ne? gutes video ;D

    Von Byrthe Kroencke Schultz, vor mehr als 3 Jahren
  15. Default

    tolles Video, vielen Dank!

    Von Marivinichat, vor mehr als 3 Jahren
  16. 001

    Zum Problem H+ oder H3O+: Um genau zu sein: Auch H3O+ ist eine grobe Näherung. Eigentlich liegen Ionen H9O4+ vor. Während meiner ganzen Schulzeit wurde nie über H3O+ gesprochen. Wenn man es nicht braucht, um die Säure-Base-Theorie nach Broensted zu benutzen, ist diese Kenntnis nicht unbedingt notwendig. Für jene von den Schülern, die sich nicht für Chemie interessiert hatten (fast alle!), waren solche "Kleinigkeiten" nicht von Nutzen.
    Die gesamte chemische Bindungstheorie ist, sobald sie den Anspruch erhebt, anschaulich zu werden, eine mehr oder weniger starke Näherung. Für die Mikrowelt gibt es keine analogen Veranschaulichungen aus dem Alltag.

    Von André Otto, vor etwa 4 Jahren
  17. Default

    Ach ich seh gerade, dass es im nächstem Video erklärt wird :) Da war ich wohl zu voreilig. Super Videos, danke!

    Von Carolinh, vor etwa 4 Jahren
  18. Default

    In den Lehrbüchern steht, dass es pH= -lgc(H3O+) heißen muss, da in wässrigen Lösungen keine freien Protonen vorkommen. Im Endeffekt spielt das aber für das Vorkommen von H+ keine Rolle, oder? (Ob nun einzeln oder an H2O gebunden - es geht um die H+ Konzentration).

    Von Carolinh, vor etwa 4 Jahren
  19. Default

    ich finde er erklärt ziemlich gut

    Von Hanna R, vor mehr als 4 Jahren
  20. Default

    bisher der beste Tutor

    Von Hanna R, vor mehr als 4 Jahren
  21. 001

    Dass sogar die Molekularbiologinnen einen Nutzen von den Videos haben, hätte ich nun nicht gedacht ;-) ...

    Von André Otto, vor mehr als 4 Jahren
  22. Default

    ich gucke mir die ganze reihe durch. finds super genial erklärt. studiere molekularbiologie, hatte aber in der oberstufe weder chemie noch biologie und muss nun einiges nachlernen. diese videos helfen mir sehr :-)

    Von Hexenweib, vor fast 5 Jahren
  23. 001

    So war es gedacht, schön dass es ankommt.

    Alles Gute

    André

    Von André Otto, vor fast 5 Jahren
  24. Default

    Sehr gut, langsam und anschaulich erklärt ! DANKE

    Von Rotmary, vor fast 5 Jahren
  25. Default

    Sehr gut, langsam und anschaulich erklärt ! DANKE

    Von Rotmary, vor fast 5 Jahren
  26. Default

    Sehr gut, langsam und anschaulich erklärt ! DANKE

    Von Rotmary, vor fast 5 Jahren
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