Protonenkonzentration

Die Protonenkonzentration bezeichnet die Menge an Wasserstoffionen pro Liter Lösung und wird üblicherweise durch die Konzentration des H+-Ions ausgedrückt. Sie wird in mol/L angegeben und bestimmt maßgeblich den Säuregrad einer Lösung.

Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus dieser Konzentration: pH = -log10([H+]). Umgekehrt gilt [H+] = 10^(-pH). In reinem Wasser bei 25°C liegt [H+] etwa 1,0×10^-7 M, entsprechend pH 7.

Die Protonenkonzentration hängt von der Temperatur ab, weil kw (das Ionen­produkt des Wassers) temperaturabhängig ist. Bei 25°C beträgt Kw etwa 1,0×10^-14, daher hat reines Wasser pH 7. In sauren Lösungen erhöht sich [H+], in basischen verringert sie sich.

Messung erfolgt meist durch pH-Messen mit einer Glaselektrode; Kalibrierung mit Pufferlösungen; bei genauer Bestimmung lässt sich [H+] auch durch Titration oder Ionenselektivität bestimmen.

Bedeutung: Die Protonenkonzentration beeinflusst Reaktionsgeschwindigkeit, Löslichkeit von Salzen, Pufferkapazität und biologische Prozesse. Im Körper ist der pH-Wert kritisch: Blut pH ca. 7,35–7,45; MagenpH 1–3; pH in Zellen und Organen wird durch Puffersysteme reguliert. In der Umwelt beeinflusst die Protonenkonzentration den pH des Ozeans (~8,1) und den Säuregehalt von Böden.