Säuren und Basen übertragen Protonen — Naturwissenschaften, 14–17 Jahre
Säuren und Basen verhalten sich unterschiedlich, weil sie in Wasser Wasserstoffionen austauschen.
Was Säuren und Basen tun
In Wasser gibt eine Säure Wasserstoffionen ab, während eine Base sie aufnimmt oder Hydroxidionen bildet. Die pH-Skala beschreibt, wie sauer eine Lösung ist: Ein niedriger pH bedeutet mehr Wasserstoffionen, ein höherer weniger. Es geht um gelöste Teilchen, nicht einfach darum, ob etwas sauer schmeckt.
Warum pH und Neutralisation wichtig sind
Chemiker brauchten eine Möglichkeit, Lösungen zu vergleichen, deren Säurestärke man nicht sicher am Geschmack oder Aussehen erkennen konnte. Wenn eine Säure und eine Base reagieren, können Wasserstoff- und Hydroxidionen Wasser bilden; das nennt man Neutralisation. Die pH-Messung hilft, Reaktionen und Lebewesen zu steuern, in denen kleine Änderungen Proteine und Zellen beeinflussen können.
Eine Säure verdünnen
Angenommen, eine Lösung hat pH 3. Auf der pH-Skala entspricht jeder Schritt einer Verzehnfachung oder einem Zehntel der Wasserstoffionenkonzentration. Wird sie verdünnt und steigt der pH auf 4, sinkt die Konzentration um den Faktor 10. Bei pH 5 gibt es 100-mal weniger Wasserstoffionen als bei pH 3.
Der naheliegende Fehler
Viele behandeln den pH-Wert wie eine gewöhnliche Skala und denken, pH 4 sei nur wenig saurer als pH 5. Die Zahlen sind logarithmisch: Bei pH 4 ist die Wasserstoffionenkonzentration zehnmal höher als bei pH 5. Unbekannte Säuren oder Basen darf man außerdem niemals probieren; ätzende Stoffe können harmlos aussehen.
Wo es genutzt wird
Das Wasser von Schwimmbädern wird geprüft, damit der pH-Wert angenehm bleibt und Desinfektionsmittel richtig wirken. Landwirte messen den pH-Wert des Bodens, weil er beeinflusst, welche Nährstoffe Pflanzenwurzeln aufnehmen können. Im Körper bleibt der Blut-pH in einem engen Bereich; Lunge und Nieren korrigieren Veränderungen, statt das Blut einfach neutral zu machen.
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