Der [[PH-Skala|pH-Wert]] lässt sich bei bekannter [[Konzentration ]] an [[Säuren und Basen]] in einer wässrigen Lösung berechnen. Vorab muss geklärt werden, ob es sich um eine [[Säurestärke|starke oder schwache Säure bzw. Base]] handelt.
== pH-Wert starker Säuren ==
Der pH-Wert '''[[Säurestärke|starker Säuren]]''' wie [[Salzsäure]] entspricht dem negativen dekadischen Logarithmus der Konzentration der Säure, da man davon ausgeht, dass die Konzentration der Säure der Base entspricht und die [[AutoprotolyseLogarithmus]] des der [[WasserKonzentration]]s außer Acht lässtder Säure.<br>
:pH = -lg log<sub>10</sub> ''c''(H<sub>3</sub>0<sup>+</sup>) = -lg log<sub>10</sub> 0,2 = O0,7 Bei bekanntem pH-Wert kann durch Formelumstellung die Säurekonzentration ''c'' errechnet werden: {{Formel|1=''c''(H<sup>+</sup>) = 10<sup>-pH</sup> mol/L}}
==pOH-Wert und pH-Wert starker Basen = Berechnung =Je höher die Konzentration der Säureteilchen ''c''(H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) ist, desto niedriger muss die Konzentration ===der Hydroxidionen ''c''(OH<sup>-</sup>) sein. Entsprechend der Definition des pH-Wertes gilt für den [[pOH-Wert]] einer Base:
Um Zusammenfassend kann man den [[pH-Wertstarker Basen wie [[Natronlauge]] berechnen zu können, muss ggf. vorab die Konzentration herausgefunden werden. Diese ergibt sich daher aus folgender Gleichungdem pOH-Wert ableiten:
'''c {{Formel|1= n / V'''pH = 14 - pOH}}
Als erstes muss aber das Volumen ''V'' und die Stoffmenge ''n'' erechnet werden. Dieses ergibt sich aus nachstehender Gleichung:=== Berechnungsbeispiel ===Welchen pH-Wert besitzt [[Natronlauge]] einer bestimmten Konzentration?
1 Liter Natronlauge wurde aus 4g entsprechend 0,1 mol [[Natriumhydroxid]] hergestellt, damit ergibt sich die Konzentration ''c'n '::''c''(OH<sup>-</sup>) = ''c''(NaOH) = 0,1 mol{{*}}L<sup>-1</sup>Für den [[pOH-Wert]] erhält man::pOH = m -log<sub>10</ Msub> ''c''(OH<sup>-<br/sup>) = -log<sub>10</sub> 0,1 = 1
Die [[molare Masse]] ''M'' entspricht Über das Zwischenergebnis des pOH Wertes kann durch Einsetzen der [[Atommasse]] und ergibt sich daher aus dem [[Periodensystem der Elemente (PSE)]]. "''m''" entspricht der vorgegebenen Masse.<br><br>Beispielrechnung für die Stoffmenge von [[Wasser]]pH-Wert errechnet werden:<br><br>''n''(H<sub>2</sub>O) = ''m''(H<sub>2</sub>O) / ''M''(H<sub>2</sub>O)<br>''n''(H<sub>2</sub>O) = 9 g / 18 g / mol<br>'''n(H<sub>2</sub>O) = 0,5 mol'''
Um nun die Konzentration zu errechnen, müssen die Stoffmenge und das [[Volumen]] (z. B. {{Formel|1 Liter) in die Gleichung eingesetzt werden:=pH = 14 - pOH}} {{Formel|1=pH = 14 - 1}} {{Formel|1=pH = 13}}
Antwort: Natronlauge mit der Konzentration ''c'' (NaOH) = 0,5 1 mol / 1 {{*}}L<brsup>'''c = 0,5 mol-1</L'''sup> besitzt einen pH-Wert von 13.
== pH-Wert schwacher Säuren ==
Der [[pH-Wert ]] von [[S%C3%A4urest%C3%A4rke|schwachen Säuren ]] wie [[Essigsäure]] ist die Hälfte der Differenz des pK[[Säurestärke#pKS-Werte|p''K''<sub>S</sub>-Werts ]] und dem dekadischen Logarithmus der Säurekonzentration. Bei mehrSäure[[proton]]igen Säuren muss man diese Werte für jedes abgegebene [[Proton]] berechnen und anschließend addieren. Diese Berechnungen können für das Herstellen von Lösungen mit einem bestimmten [[pH-WertStoffmengenkonzentration|konzentration]] sehr hilfreich sein.:
Weitergehende Informationen zum pH-Wert einer Pufferlösung findest Du unter [[Puffersysteme]].
== Übungsaufgaben ==
# Aus 4,5 g [[Natriumhydroxid]] wird ein Liter [[Natronlauge]] hergestellt. Welcher [[pH-Wert]] stellt sich ein?{{Link-Bild-in|Bild=Loesung.jpg|Breite=64px|Höhe=24px|Link=pOH-Wert}}# Berechne den [[pH-Wert]] von [[Essigsäure]], ''c'' = 0,1 mol '''·''' L<sup>-1</sup>.{{Link-Bild-in|Bild=Loesung.jpg|Breite=64px|Höhe=24px|Link=PH-Wert-Berechnung:_Lösungen#pH-Wert_von_Essigs.C3.A4ure}}# Berechne den pH-Wert für [[Salpetersäure ]] mit der Konzentration ''c''(HNO<sub>3</sub>) = 0,375 25 mol/L.{{Link-Bild-in|Bild=Loesung.jpg|Breite=64px|Höhe=24px|Link=PH-Wert-Berechnung:_Lösungen#Salpeters.C3.A4ure}}# Der pH-Wert von Natronlauge unbekannter Konzentration wird mit pH=13 bestimmt. Berechne ''c''(NaOH).{{Link-Bild-in|Bild=Loesung.jpg|Breite=64px|Höhe=24px|Link=PH-Wert-Berechnung:_Lösungen#Natronlauge}}# Eine Backpulverlösung zeigt einen pH-Wert von 8,5. Berechne die Konzentration der H<sup>+</sup>-Ionen.{{Link-Bild-in|Bild=Loesung.jpg|Breite=64px|Höhe=24px|Link=PH-Wert-Berechnung:_Lösungen#Backpulverl.C3.B6sung}}# Berechne zu den pH-Werten 2 und 4 die dazugehörigen Säurekonzentrationen. In welchem Verhältnis stehen beide Säurekonzentrationen zueinander? {{Link-Bild-in|Bild=Loesung.jpg|Breite=64px|Höhe=24px|Link=PH-Wert-Berechnung:_Lösungen#pH-Wert und Säurekonzentration}}
