pHEinheiten

pHEinheiten, im Deutschen als pH-Einheiten bezeichnet, sind ein Maß für die Säure- oder Basizität von wässrigen Lösungen. Sie werden definiert als pH = -log10(a_H+), wobei a_H+ die Aktivität der Wasserstoffionen ist. In verdünnten Lösungen nähert sich a_H+ der Konzentration [H+], sodass pH ≈ -log10([H+]). Die pH-Einheit ist eine logarithmische Größe.

Der pH-Wert reicht typischerweise von 0 bis 14 bei 25 °C. Ein pH von 7 gilt als neutral; Werte darunter sind sauer, Werte darüber basisch. Da der pH-Index logarithmisch ist, bedeutet jede Einheit Veränderung eine zehnfache Veränderung der Wasserstoffionenaktivität. Die tatsächliche Neutralität verschiebt sich jedoch mit der Temperatur, da das Ionenprodukt des Wassers pKw temperaturabhängig ist.

Die Bestimmung des pH erfolgt meist mit pH-Messgeräten, die eine Glaselektrode verwenden, oft mit Temperaturkompensation. Alternativ werden Indikatoren oder pH-Papier eingesetzt. Vor der Messung erfolgt eine Kalibrierung mit Pufferlösungen; oft werden Standards bei 0,01 M oder 0,1 M genutzt. Temperatur und Ionenstärke beeinflussen das Messergebnis und sollten kontrolliert sein.

pHEinheiten spielen eine zentrale Rolle in Chemie, Biologie, Umweltwissenschaften sowie Lebensmittel- und Medizinbereichen. Sie beeinflussen Enzymaktivität, Löslichkeit von Stoffen und Verfügbarkeit von Nährstoffen. Pufferlösungen halten den pH-Wert stabil, und das Henderson-Hasselbalch-Gleichungskonzept beschreibt den Zusammenhang zwischen pH, pKa und Konzentrationen schwacher Säuren/Basen.

Praktische Hinweise umfassen korrekte Lagerung von Messgeräten, Vermeidung von CO2-Aufnahme aus der Luft (das kann den pH senken), sowie Berücksichtigung von Temperatur und Probenbeschaffenheit, um zuverlässige Messwerte zu erhalten.