Die pH-Skala

Eine wässrige Lösung kann sauer, alkalisch oder neutral sein. Das hat mit der Anzahl dieser Ionen – Wasserstoffionen – zu tun. Je mehr Wasserstoffionen pro Liter vorhanden sind, desto saurer ist die Lösung. Umgekehrt gilt: Je weniger Wasserstoffionen eine Lösung enthält, desto alkalischer ist sie. Wir verwenden eine Skala, um die Säure – oder Alkalinität – einer Lösung zu messen.

Wir nennen dies den pH-Wert der Lösung. Mit der pH-Skala – kleines p, großes H – lässt sich die Anzahl der Wasserstoffionen in einer Lösung zählen. Die Skala weist einige ungewöhnliche Merkmale auf. Besonders an der pH-Skala ist, dass sie umgekehrt ist. Je mehr Wasserstoffionen eine Lösung enthält, desto niedriger ist der pH-Wert.

Eine Lösung mit einem pH-Wert von zwei... ...enthält mehr Wasserstoffionen als eine Lösung mit einem pH-Wert von vier. Das bedeutet: Je niedriger der pH-Wert... ...desto saurer ist die Lösung. Eine weitere Besonderheit ist, dass der Mittelpunkt der Skala bei einem pH-Wert um sieben liegt. Eine Lösung mit einem pH-Wert von sieben ist weder sauer noch alkalisch – sondern neutral. Destilliertes Wasser etwa.

Liegt der pH-Wert unter sieben, so sind in der Lösung mehr Wasserstoffionen als in destilliertem Wasser. Ein pH-Wert unter sieben bedeutet, dass die Lösung sauer ist. Bei einem pH-Wert über sieben sind weniger Wasserstoffionen vorhanden als in destilliertem Wasser. Die Lösung ist also alkalisch. Schauen wir uns ein paar Beispiele an: Kohlensäurehaltiges Wasser ist etwas sauerer als destilliertes Wasser.

Der pH-Wert liegt etwa bei 5. Jeder Schritt nach unten auf der pH-Skala bringt einen zehnfachen Anstieg der Anzahl von Wasserstoffionen mit sich. Kohlensäurehaltiges Wasser liegt zwei pH-Stufen unter destilliertem Wasser. Es enthält also hundertmal mehr Wasserstoffionen. Zitronensaft ist sogar noch saurer.

Mit einem Wert von etwa 2,5 auf der pH-Skala. Dein Magen enthält verdünnte Salzsäure. Der pH-Wert liegt dort meist zwischen 1 und 2. Diese Flasche enthält auch Salzsäure – aber als Konzentrat. Nun müssen wir die Skala in Richtung jenseits der Null verlängern.

Das Konzentrat ist so sauer, dass sein pH-Wert minus eins beträgt. Ja, der pH-Wert kann negativ sein. Solch saure Stoffe sind stark ätzend. Betrachten wir nun einige alkalische Lösungen mit einem pH-Wert von über sieben. Hier ist eine wässrige Lösung von Natriumbicarbonat – einer Substanz, die in Backpulver enthalten ist.

Wenn wir davon so viel wie möglich in Wasser auflösen, steigt der pH-Wert auf circa neun. Maschinengeschirrspülmittel ist noch alkalischer, es hat einen pH-Wert von etwa 11. Geht es noch weiter nach oben? Ja, der pH-Wert einer konzentrierten Lösung von Natriumhydroxid kann auf etwas über 15 springen. Derart alkalische Stoffe sind auch stark ätzend, genau wie extrem saure Stoffe.

Um einen ungefähren pH-Wert zu bestimmen, kannst du einen Stoff verwenden, der seine Farbe je nach dem Säuregrad einer Lösung ändert – einen pH-Indikator. Unterschiedliche Indikatoren ändern ihre Farbe in verschiedenen pH-Intervallen. Ist eine genauere pH-Messung vonnöten, kannst du einen pH-Teststreifen verwenden. Hierbei handelt es sich um ein Stück Papier mit verschiedenen Indikatorstoffen. Auf der Verpackung findest du eine Farbpalette, mit der sich herausfinden lässt, welche Farbkombination welchem pH-Wert entspricht.

Ein noch präziseres Tool ist ein elektrisches pH-Meter. Messgeräte dieser Art können den pH-Wert oft bis auf ein oder zwei Dezimalstellen anzeigen. Die pH-Skala misst den Säuregrad oder Alkalinität einer wässrigen Lösung. Je niedriger der pH-Wert, desto mehr Wasserstoffionen sind vorhanden und desto saurer ist die Lösung. Der Mittelpunkt liegt bei einem pH-Wert von sieben.

Saure Lösungen weisen einen pH-Wert unter sieben auf. Alkalische Lösungen haben indes einen pH-Wert über sieben. Bei einem pH-Wert von sieben ist die Lösung weder sauer noch alkalisch, sondern neutral.