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Wasserstoff-Ionen Konzentrationsrechner

Inhalt

Was ist ein Wasserstoffion?Der Zusammenhang zwischen Wasserstoffionen und dem pH-WertWie berechnet man die Konzentration von Wasserstoffionen aus dem pH-Wert?pOH-FormelWie benutzt man den Wasserstoffionen-Konzentrationsrechner?FAQs

Dieser intuitive und einfache Wasserstoff-Ionen Konzentrationsrechner hilft dir, die Wasserstoffionenkonzentration [H+] aus dem pH-Wert der Lösung zu bestimmen. Der pH-Wert sagt dir, ob deine Lösung sauer oder basisch ist. Lies den folgenden Text, um herauszufinden, was die pOH-Formel ist und wie man den pH-Wert anhand der pOH-Skala berechnet.

Was ist ein Wasserstoffion?

Das Wasserstoffion H+ wird auch als Proton bezeichnet. Im Wasser liegen die Moleküle teilweise in Wasserstoffionen H+ und Hydroxidionen OH- dissoziiert vor:

H2OH++OH\rm H_2O \rightleftharpoons H^{+} + OH^{-}

Die Schreibweise H3O+ ist ebenfalls gebräuchlich und beschreibt ein Hydronium-Ion. Das ist praktisch dasselbe wie ein Wassermolekül H2O mit einem Wasserstoffion H+ kombiniert.

In einer Lösung spalten sich Säuren in das Proton H+ und ein Anion auf:

HAH++A\rm HA \rightleftharpoons H^{+} + A^{-}

Basen hingegen dissoziieren in das Anion OH- und ein Proton:

BOHB++OH\rm BOH \rightleftharpoons B^{+} + OH^{-}

Der Zusammenhang zwischen Wasserstoffionen und dem pH-Wert

Die Konzentration der Wasserstoffionen ist die Grundlage der pH-Wert Skala. Die Anzahl an Wasserstoffionen bestimmt, ob die Lösung sauer oder basisch (auch alkalisch genannt) ist. Du kannst unser spezielles Tool ausprobieren, um herauszufinden, wie man die Konzentration einer Lösung auf verschiedene Arten berechnet.

Möchtest du wissen, wie man den pH-Wert aus der Wasserstoffionen-Konzentration ermittelt? Du kannst den pH-Wert der Lösung als negativen dekadischen Logarithmus der Wasserstoffionen-Konzentration berechnen und dein Ergebnis mit unserem log Rechner überprüfen:

pHWert=log([H+])\rm \small pH-Wert = -log([H^+])

Zusammengefasst: Eine Säure ist eine chemische Verbindung, die in wässriger Lösung H+-Ionen bildet. Eine Base ist eine chemische Verbindung, die in wässriger Lösung OH--Ionen bildet. Wenn mehr Wasserstoffionen H+ als Hydroxidionen OH- vorliegen, ist die Lösung sauer.

Die pH-Wert Skala reicht von 0 bis 14. Destilliertes Wasser ist neutral und hat einen pH-Wert von 7. pH-Werte unter 7 entsprechen Säuren, Werte über 7 bezeichnen Basen. Möchtest du den pH-Wert konstant halten, so kann dir unser Puffer pH Rechner dabei helfen.

Wie berechnet man die Konzentration von Wasserstoffionen aus dem pH-Wert?

Stellen wir das Szenario mal auf den Kopf – du musst die Protonenkonzentration aus dem pH-Wert der Lösung berechnen. Hierbei ist die Wasserstoffionen-Konzentration — [H+] die Potenz von 10, und der pH-Wert ist die Potenzzahl (lass das Minuszeichen bei der Angabe des pH-Wertes weg). Genau diese Formel haben wir in unserem Rechner für die Konzentration von Wasserstoffionen verwendet:

[H+]=10pH\rm [H^+] = 10^{-pH}

Zum Beispiel ergibt [H+] = 10-6,5 einen pH-Wert von 6,5. Das gleiche Ergebnis erhältst du, wenn du die [H+]-Ionenkonzentration als 0,00000031623 M (oder 3,1623 · 10-7 M) schreibst. M ist die Stoffmenge in Mol pro Liter Lösung. Überprüfe die [Stoffmengenkonzentration](calc: 479) mit diesem Rechner.

Beachte: Je mehr Wasserstoffionen [H+] die Säure liefert, desto niedriger ist der pH-Wert. Wir haben es mit einer logarithmischen Skala zu tun, somit bedeutet jede Senkung des pH-Wertes um 1,0 eine 10-fache Erhöhung der Wasserstoffionen-Konzentration. Eine Senkung um 2,0 bedeutet eine 100-fache Erhöhung und bei 3,0 eine 1000-fache Erhöhung usw.

Umgekehrt steigt der pH-Wert rasch durch die Zugabe einer Base an, da die Konzentration an OH--Ionen in der Lösung zunimmt und die Konzentration der [H+]-Ionen sinkt.

pOH-Formel

pOH ist eine weniger bekannte Skala zur Bestimmung der sauren oder alkalischen Eigenschaften einer Lösung. Analog zum pH-Wert kannst du den pOH-Wert als negativen dekadischen Logarithmus der Konzentration der Hydroxidionen OH- berechnen:

pOH=log([OH])\rm \small pOH = -log([OH^-])

Der pH-Wert und der pOH-Wert ergeben bei 25 °C den Wert 14. Wenn du also einen der beiden Werte kennst, erhältst du auch automatisch den anderen Wert:

pHWert+pOH=14\rm \small pH-Wert + pOH = 14

Wie benutzt man den Wasserstoffionen-Konzentrationsrechner?

Nehmen wir an, wir haben eine Lösung mit einem pH-Wert von 3,5 und möchten aus dem pH-Wert dieser Lösung die [H+]-Konzentration in der Lösung ermitteln. Verwende dazu unseren Wasserstoff-Ionen Konzentrationsrechner:

  1. Gib den pH-Wert von 3,5 in das Feld „pH“ ein.
  2. Die Konzentration des [H+]-Ions in mol/l beträgt 3,16 · 10-4.
  3. Überprüfe den pOH-Wert der Lösung; dieser beträgt 10,5.

Gib jeden dir bekannten pH-Wert, pOH-Wert oder die Konzentration der Wasserstoffionen ein und der Rechner berechnet dir die übrigen Größen.

FAQs

Was sind Wasserstoffionen?

Wasserstoffionen werden Protonen genannt. Wasserstoff ist das erste Element im Periodensystem. Der Atomkern des Wasserstoffs besteht aus einem positiv geladenen Teilchen, dem Proton und einem dazugehörigen negativ geladenen Elektron. Sobald ein Elektron entfernt wird, bleibt nur noch das Proton H+ übrig.

Haben Säuren mehr Wasserstoffionen?

Ja, Säuren haben eine höhere H+-Ionenkonzentration als reines Wasser. Je stärker die Säure, desto höher ist die Konzentration der Wasserstoffionen in der Lösung und desto niedriger ist der pH-Wert.

Wie kann ich den pH-Wert messen?

Du kannst verschiedene chemische Indikatoren verwenden, um den pH-Wert zu messen. Hierzu zählen unter anderem Lackmuspapier, Phenolphthalein oder pH-Meter. Lackmuspapier verfärbt sich bei Säuren rot, bei Laugen blau und bei neutralen Lösungen violett. Das zuverlässigste, aber auch recht teure Hilfsmittel ist das pH-Wert-Messgerät.

Wie berechne ich die Konzentration von Wasserstoffionen?

Angenommen, du möchtest die Anzahl der H+-Ionen in einer 100 ml Lösung mit einem pH-Wert von 6 berechnen. Um dies zu tun:

  1. Finde die [H+]-Ionen-Konzentration heraus:

    [H+] = 10-pH = 10-6,0 = 1,0·10-6 mol/l

  2. Schreibe folgende Gleichung, um die Menge in Mol zu finden:

    Mol = Stoffmengenkonzentration (mol/l) · Volumen (l)

  3. Rechne ml in l um: 100 ml/1000 = 0,1 l.

  4. Berechne die Menge in Mol von H+:

    Mol = 1,0·10-6 mol/l · 0,1 l = 1,0·10-7 mol

Wie berechne ich den pOH-Wert, wenn die Konzentration der Wasserstoffionen 0,001 mol/l beträgt?

Der pOH-Wert beträgt 11. Berechne den pH-Wert anhand der Gleichung: pH = -log[H+] = -log[0,001] = 3. Verwende dann die Formel, die das Verhältnis zwischen dem pH-Wert und dem pOH-Wert angibt:

pH + pOH = 14

und berechne den pOH-Wert folgendermaßen:

14 - pH-Wert = 14 - 3 = 11

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