Messung von pH - Werten 06:11 min

Guten Tag und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um Messungen von pH-Werten. Der Film gehört zur Reihe "Säuren und Basen". Als Vorkenntnisse solltet ihr ein tieferes Verständnis über Säuren und Basen mitbringen. Ihr solltet wissen, worum es sich beim pH-Wert, pOH-Wert und der Stärke von Säuren und Basen handelt. Ich möchte euch in diesem Video Vorstellungen über beispielhafte pH-Werte vermitteln und ich möchte euch die Möglichkeiten zeigen, diese zu messen. Der Film ist in 4 Abschnitte untergliedert: 1. Bedeutung und Beispiele 2. Möglichkeiten der Messung 3. Indikatoren 4. Indikatorpapier   1. Bedeutung und Beispiele pH-Wert-Messungen haben eine große Bedeutung in vielen Bereichen der Zivilisation, in der Chemie, der Biochemie und auch in der Medizin. Wir wissen, dass die pH-Wert-Skala von 0 bis 14 verläuft. 0,1-molare HCL und Magensaft liegen in etwa bei 1. Essigsäure und Cola bei 2-3. Wein hat einen pH-Wert von etwa 4. Bei Schweiß liegt er zwischen 4 und 7. Kaffee ist mit um die 5 ebenfalls sauer. Reines Wasser hat einen pH-Wert von 7. Für Urin von 5,5 bis schwach basisch 7,5. Milch ist mit 5,3 bis 6,6 schwach sauer. Gallensaft ist wieder Erwarten mit 7,0 bis 7,2 neutral bis ganz, ganz schwach basisch. Auch Blut ist basisch mit etwa 7,4. Der pH-Wert von Pankreassaft liegt bei etwa 7,7.

Damit haben wir das Ende biologischer Systeme erreicht. Noch einige anorganische Werte zum Vergleich: Seifenlauge: 8-10, Magnesiumhydroxidlösung: 9-10, 0,1-molare Ammoniaklösung: etwa 11. Bei 0,1-molarer Natriumhydroxidlösung geht der pH von 13 in den stark basischen Bereich. Wie man sieht, schwanken die pH-Werte von biologischen Systemen von schwach sauer bis schwach basisch.   2. Möglichkeiten der Messung Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten der Messung von pH-Werten. Die erste Möglichkeit ist die elektrochemische Bestimmung mit pH-Metern. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von Stoffen, die den pH-Wert anzeigen. Man nennt sie Indikatoren. In pH-Metern arbeiten Glaselektroden oder ph-abhängige Redoxelektroden. Indikatoren sind organische Stoffe, die in Abhängigkeit vom pH-Wert ihre Farbe ändern.   3. Indikatoren Bei Indikatoren handelt es sich um schwache, organische Säuren oder Basen. Bekanntlich sind solche Verbindungen zur Dissoziation befähigt. Nehmen wir das Beispiel einer Säure. Ein Teilchen HInd einer Indikatorsäure reagiert mit einem Wasserteilchen zu einem Hydroniumion H3O+ und einem Teilchen einer Indikatorbase Int-, einem Indikatoranion. Die Reaktion lässt sich nach dem Massenwirkungsgesetz beschreiben. Die Gleichgewichtskonstante K dieser Reaktion ist die Dissoziationskonstante für die Indikatorsäure. Im nächsten Schritt stellen wir die Gleichung nach der Konzentration der Hydroniumionen um. Dekadisches Logarithmieren und Multiplikation mit 1 ergeben schließlich: pH = pKind -lg[HInd]/[Ind-]. Voraussetzung für eine erfolgreiche pH-Wert-Messung sind unterschiedliche Farben, von Indikatorsäuren und Indikatorbasen. Ihre jeweilige Konzentration hängt von der Konzentration der Hydroniumionen ab, ist also pH-abhängig. Ein Überschuss an Hydroniumionen, das heißt kleine pH-Werte, führt zu einem Überschuss an Indikatorsäure. Die lila Farbe dieser Säure zeigt an: Die Lösung ist sauer. Ein Überschuss an Hydroxidionen führt dazu, dass Hydroniumionen mit diesen reagieren. Es bildet sich Indikatorbase. Der pH-Wert ist größer als 7. Die gelbe Farbe der Indikatorbase zeigt an: Die Lösung ist basisch. Beim Erkennen von pH-Werten gibt es keinen Umschlagpunkt, sondern einen Umschlagbereich. Dieser schwankt in einem Bereich von 1 um den pKind der Indikatorsäure. Die Toleranz ist Ergebnis der Tatsache, dass das menschliche Auge nicht in der Lage ist, beliebig geringe Farbnuancen zu unterscheiden.   4. Indikatorpapier pH-Papier wird hergestellt, indem man ein Spezialpapier mit einem Gemisch von Indikatoren tränkt. Die Indikatoren haben verschiedene Farben und überstreichen verschiedene pH-Bereiche. Durch so ein Indikatorgemisch erhält man einen Universalindikator. Dieser findet im Indikatorpapier Verwendung. Betrachten wir einmal die drei wichtigsten Farbbereiche, wie sie für einen Universalindikator typisch sind. Ist der Indikator rot gefärbt, so bedeutet das, dass die Lösung sauer ist. Ein gelblich-grüner Bereich zeigt an: Hier ist die Lösung neutral. Blaue bis violette Verfärbungen zeigen, dass es sich hier um eine Base handelt.   Wir merken uns: Rot ist sauer, Gelb/Grün ist neutral und Violett ist basisch.   Ich danke für die Aufmerksamkeit. Alles Gute. Auf Wiedersehen.