EL-MO Elemente und Moleküle, Schulbuch

KM-6: Übertragung – Umgang mit Materie 115 115 pH-Wert im Alltag – Saurer Regen pH-Meter Für eine genaue Bestimmung des pH-Wertes verwendet man pH-Meter. Sie be- ruhen auf einer elektrischen Messung der Konzentration der H 3 O + -Ionen. Eine „Glaselektrode“, die im Inneren mit einer Lösung mit konstantem pH-Wert ge- füllt ist, wird in die zu messende Lösung eingetaucht. An der dünnen Glasmem- bran der Elektrode tritt eine elektrische Spannung auf, die proportional dem Logarithmus der H 3 O + -Ionenkonzentration ist (pH-Wert). Die gemessene Span- nung liegt im mV-Bereich. Das pH-Meter misst die Spannung und errechnet daraus den angezeigten pH-Wert. Vor einer Messung sollte das pH-Merter kalibriert werden. Diese erfolgt durch Lösungen mit bekannten pH-Wert (zB pH = 4 und pH = 7). pH-Wert im Alltag Der pH-Wert spielt im täglichen Leben in verschiedensten Bereichen eine be- deutende Rolle, wird allerdings oft auch falsch verwendet. pH-„neutral“ Der pH-Wert ist den meisten Menschen aus der Werbung bekannt, häufig in Zusammenhang mit Spülmitteln oder Duschgels. Diese werden häufig als pH- neutral beworben – eine unglückliche Formulierung, es sollte entweder neut- ral oder pH = 7 heißen. Gemeint ist damit, dass das konkrete Produkt nicht so basisch reagiert wie Seife. Manchmal steht auf Duschgels auch eine konkrete Angabe: pH = 5,7. Dies entspricht etwa dem pH-Wert der Hautoberfläche. Sie wird durch Zersetzung von Inhaltsstoffen des Schweißes leicht sauer, was das Eindringen von Bakterien erschwert, die meist empfindlich auf saure Umge- bung sind (Säureschutzmantel der Haut). Hier soll suggeriert werden, dass das konkrete Duschgel den selben pH-Wert hat, wie der Säureschutzmantel, und daher besonders hautschonend wirkt. In Wahrheit besteht bei gesunder Haut kein Unterschied, ob man sich mit Seife oder mit Reinigungsmitteln mit pH = 5,7 wäscht. Der Säureschutzmantel wird in beiden Fällen komplett abgewaschen, regeneriert sich aber innerhalb von ca. 30 Minuten wieder vollständig. Wasser Der nach der Luft wichtigste Stoff, mit dem wir täglich in Kontakt kommen, ist Trinkwasser. Es ist praktisch nie neutral. Durch gelöste Stoffe kann es leicht sau- er bis leicht basisch sein. Auch im Swimming-Pool und im Aquarium ist die regelmäßige Kontrolle des pH-Wertes notwendig. Bekannt ist auch der Begriff des „ sauren Regens “. Durch die Emission von SO 2 aus Industrie und Hausbrand enthielt der Regen vor 40 Jahren beträchtliche Mengen Schwefelsäure. Dies führte zu Schäden an der Vegetation, insbesondere in Waldgebieten („ Waldsterben “). Heute spielt dieses Problem in West- und Mitteleuropa nur noch eine untergeordnete Rolle, da die SO 2 -Emissionen durch Entschwefelung von fossilen Energieträgern stark zu- rückgegangen sind. Organismus Eine besonders wichtige Rolle spielt der pH-Wert in unserem Organismus. Blut und Zellflüssigkeit müssen einen stabilen pH-Wert nahe 7 haben. Schon kleine pH-Änderungen führen zu schweren Schäden. Der Sauerstoffaustausch wird von geringen pH-Änderungen ermöglicht. In der Lunge wird O 2 vom Hämoglo- bin gebunden, bei den Zellen wird der Sauerstoff durch geringe pH-Erhöhung wieder abgegeben. Das in der Zelle entstandene CO 2 wird im Blut gelöst zur Lunge zurück transportiert. Manche Ernährungsempfehlungen sprechen von „sauren und basischen Le- bensmitteln“, wobei basische Lebensmittel empfohlen werden. Dies wären Le- bensmittel mit einem hohen Anteil an Mineralstoffen. Dieses Konzept hat nichts mit dem pH-Wert der Lebensmittel direkt zu tun, sondern bezieht sich auf deren Verstoffwechslung. Ein wissenschaftlicher Nachweis für die Vorteile einer basi- schen Ernährung konnte laut deutscher Gesellschaft für Ernährung aber nicht erbracht werden. Abb. 115–1: Elektrische pH-Messung Glaselektrode mV-Meter pH-Meter 7.38 HCl ( c = 0,1 mol/L) 1,0 Magensaft 1,8 Wein 3,4 Kaffee 5,0 Milch 6,7 Blut 7,4 Meerwasser 8,3 Borax-Lösung 9,2 Ammoniak-Lösung 11,9 NaOH ( c = 0,1 mol/L) 13,0 Abb. 115–3: pH-Werte einiger Flüssigkeiten Abb. 115–2: Saure (links) und basische (rechts) Lösung mit Universalindikator und Indikatorppapier Schüler-Experiment 5.1 Rotkrautsaftbällchen Schüler-Experiment 5.2 Indikatoren Schüler-Experiment 5.3 Der pH-Wert von Alltagsstoffen VS VS VS Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv