4.

Die Messung der Stärke von Säuren und Basen

Die Stärke einer Säure legt fest, in welchem Ausmaß sie Protonen abgibt, die in wässriger Lösung Oxoniumionen (H₃O⁺) bilden. Entsprechend bestimmt die Stärke einer Base, in welchem Ausmaß sie Protonen aus dem Wasser aufnimmt. Demnach ist die Stärke einer Säure daraus zu ermitteln, wie viele Ionen H₃O⁺ in wässriger Lösung gebildet werden; entsprechend ist die Stärke einer Base daraus zu ermitteln, wie viele Hydroxidionen OH^- in wässriger Lösung gebildet werden. Man gibt die Konzentrationen in einer so genannten pH-Wert-Skala an (siehe pH-Wert). Der pH-Wert ist gleich dem negativen Zehner-Logarithmus der Oxoniumionen-Konzentration:

pH = -log [H3O+]

Entsprechend bezeichnet man den negativen Zehner-Logarithmus der Hydroxid-Konzentration als pOH-Wert:

pOH = -log [OH-]

Es gilt:

pH + pOH = 14

Reines Wasser hat einen pH-Wert von 7,0. Gibt man eine Säure zu, dann wird die Oxoniumionen-Konzentration [H₃O⁺] größer als in reinem Wasser, so dass der pH-Wert kleiner als 7,0 wird. Der Betrag hängt dabei von der Konzentration und von der Stärke der Säure ab. Durch Zugabe einer Base steigt der pH-Wert auf über 7,0. Im Prinzip rechnet man in der Chemie allerdings nicht mit der Konzentration, sondern mit einer konzentrationsabhängigen Größe, der so genannten Aktivität. Die Aktivität entspricht im Gegensatz zur „wahren” Konzentration eher einer „wirksamen” Konzentration.