Wenn eine Flüssigkeit eine [[elektrische Leitfähigkeit]] besitzt, so müssen in dieser Flüssigkeit [[Ionen]] (Atome die eine Ladung besitzen) vorliegen, durch deren Wanderung der Stromtransport stattfinden kann.
Wirklich reines Wasser gibt es nicht. Selbst mehrfach [[destilliertes Wasser ]] enthält immer noch Fremdteilchen, z. B. aus der Glaswand des Destillationskolbens und aus der Luft aufgenommenes CO<sub>2</sub>.
Aber selbst wenn es uns gelingen würde, absolut reines Wasser herzustellen, würden selbst dort [[Ionen]] in geringer Konzentration vorliegen.
Diese [[Ionen]] entstehen durch [[Proton]]enübertragung von einem [[Wasser]][[molekül]] zum anderen.
Dieser Vorgang wird als Autoprotolyse bezeichnet (von griech. ''autos'' = "selbst").
== Die chemische Reaktion der Autoprotolyse ==
Ein Wassermolekül wirkt also als Säure, ein Anderes als Base, d. h. eines von zwei Wassermolekülen gibt dem benachbarten [[Molekül]] ein [[Proton]] ab, welches von diesem Wassermolekül aufgenommen wird.
Nach dieser chemischen Reaktion erhalten wir dann ein diesem ersten Schritt zieht das Proton aufgrund seiner positiven Ladung Wasser-Moleküle an und es entsteht das '''[[Oxonium]]-Ion ''' (H<sub>3</sub>0O<sup>+</sup>, das Oxonium-Ion zieht aufgrund seiner positiven Ladung Wasser-Moleküle an und erhällt so eine Hydrathülle - nach diesem Vorgang wird es veraltet auch als ''Hydronium'' oder ''Hydroxonium-Ion '' bezeichnet), welches aufgrund seiner Ladung das ebenfalls neu gebildete Hydroxid-Ion (OH<sup>-</sup>) anzieht.
[[Bild:Formel_10.gif]]
== Das Massenwirkungsgesetz ==
Für Wasser gilt: Die Ionenkonzentration [[ Stoffmengenkonzentration|Konzentration ''c'']] der HydroniumOxonium- und Hydroxid[[ionen]] liegt bei 25°C bei einer Konzentration von je 10<sup>-7</sup>mol/L.
Das Gleichgewicht dieser Reaktion liegt daher stark auf der linken Seite der Reaktion.
[[Bild:Texstring.png]]
Ein [[Mol]] hat die Masse von 18 g und ein Liter Wasser besitzt bei 25°C die Masse von 997 g. Daraus folgt, dass ein Liter Wasser 55,4 mol Wasser-Moleküle enthält. Die Wassermolekül-Konzentration beträgt also 55,4 mol/L. Die Konzentration der Hydroxid- und HydroniumOxonium[[ionen]] beträgt jeweils 10<sup>-7</sup>mol/L.
Wir setzen diese Werte nun in das [[Massenwirkungsgesetz]] ein (Erinnerung: die Konzentrationen der Ausgangsstoffe unter den Bruchstrich und die [[Konzentration]] der Produkte über dem Bruchstrich).
Die Wasserkonzentration in einer verdünnten Lösung beträgt immer 55,55 mol/L. Daher lässt sich die Gleichung des Massenwirkungsgesetzes umformen:
Diese Gleichung dient zur Berechnung des Ionenproduktes, welches konstant bleibt und daher 10<sup>-14</sup> ergeben muss, da die Konzentration der Hydroxid-[[Ionen]] und HydroniumOxonium-[[Ionen]] jeweils 10<sup>-7</sup> mol/L ergeben muss.
== Der pH-Wert, der pOH-Wert und der pK<sub>w</sub>-Wert ==
Anhand der Hydroxid-[[Ionen]] und der HydroniumOxonium-[[Ionen]] lässt sich auch der [[pH-Wert]], der [[pOH-Wert ]] und der pK<sub>w</sub>-Wert durch folgende Formeln ermitteln:
[[Bild:PH texstring.png ]]
[[Bild:PKw texstring.png]]
Der pH-Wert wird also aus der Konzentration der HydroniumOxonium-[[Ionen]] bestimmt, während man den pOH-Wert über die Hydroxid-[[Ionen]] ermittelt. Der pKw-Wert ist die Summe des pH-Wertes und des pOH-Wertes.
Bei einem Temperaturunterschied verändert sich das Ionenprodukt K<sub>w</sub> sowie die Gleichgewichtskonstante K.
== Aufgabe zur Berechnung der Konzentration der HydroniumOxonium- und Hydroxid-Ionen ==
Eine verdünnte Säure-Lösung besitzt den pH-Wert 3,2. Wie groß sind die Konzentrationen der HydroniumOxonium-Ionen und der Hydroxid-Ionen?
gegeben: pH-Wert: 3,2
gesucht: ''c''(H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) und ''c''(OH<sup>-</sup>)
Rechnung: uns ist bekannt-> pH-Wert: 3,2 (einsetzen in die Formel) 3,2 + pOH =14 ---> pOH = 10,8
Lösung:
Konzentration der HydroniumOxonium-Ionen: 10<sup>-3,2</sup> da [[Bild:PH texstring.png ]]
Konzentration der Hydroxid-Ionen: 10<sup>-10,8</sup> da [[Bild:POH_texstring.png ]]