Gibt es einen Zusammenhang zwischen dem pH-Wert und der Leitfähigkeit einer Probe?
Is there a relationship between the pH and the conductivity of a sample?
Ja, pH-Wert und Leitfähigkeit hängen zusammen, aber nicht linear oder in absoluter Weise. Ein
pH-Sensor reagiert ausschliesslich auf H+ in einer Lösung, während bei der Leitfähigkeit die
Sensoren die Aktivität aller in einer Lösung vorhandenen geladenen Ionen (Anionen und Kationen) messen. Je höher die Konzentration der Ionen, desto höher die Leitfähigkeit. Darüber hinaus hat die Mobilität eines Ions einen verstärkenden Einfluss auf die Leitfähigkeit. Unter den gängigen Ionen in einer Lösung ist das mobilste Kation das Wasserstoffion [H+] mit einem Wert von 350 Einheiten und das mobilste Anion das Hydroxylion [OH-] mit 199 Einheiten. Andere gängige Ionen haben Werte zwischen 40 und 80 Einheiten. Das bedeutet, dass stark saure (oder stark basische) Lösungen hohe Leitfähigkeiten aufweisen. Da der pH-Wert ein Mass für die Konzentration von Wasserstoffionen ist, gelten die folgenden Regeln: In sauren Lösungen (< pH 7): Je niedriger der pH-Wert (d. h. je höher die H+-Konzentration), desto höher die Leitfähigkeit. In basischen Lösungen (> pH 7): Die Leitfähigkeit steigt mit der Erhöhung des pH-Werts (Zunahme der OH--Ionen). Der neutrale pH-Wert (pH 7) ist auf die gleiche Konzentration von H+- und OH--Ionen zurückzuführen. Das bedeutet jedoch nicht, dass die Lösung keine anderen Ionen enthält, die zur Leitfähigkeit der Lösung beitragen würden. Ein Beispiel: Der pH-Wert von entionisiertem Wasser liegt theoretisch bei 7,0 und die Leitfähigkeit bei 0,055 µS/cm. Wenn man NaCl-Salz hinzufügt, wird die resultierende NaCl-Lösung immer noch einen neutralen pH-Wert haben, aber die Leitfähigkeit der Lösung kann je nach Menge des hinzugefügten NaCl stark ansteigen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der pH-Wert und die Leitfähigkeit einer Probe für jede einzelne Probe separat bestimmt werden müssen und nicht theoretisch korreliert werden können.
Yes, pH and conductivity are related, but not linearly or in an absolute manner. A
pH sensor responds solely to H+ in a solution, whereas in conductivity the
sensors measure the activity of all charged ions (anions and cations) present in a solution. The higher the concentration of ions, the higher the conductivity. Furthermore, the mobility of an ion has an enhancing impact on conductivity. Among the common ions in a solution, the most mobile cation is the Hydrogen ion [H+] with a value of 350 units, and the most mobile anion is the Hydroxyl ion [OH-], 199 units. Other common ions have values ranging between 40 and 80 units. This means strongly acidic (or strongly basic) solutions will have high conductivities. Since pH is a measure of the concentration of Hydrogen ions, the following rules apply: In acidic solutions (< pH 7): the lower the pH (i.e. the higher the H+ concentration) the higher the conductivity. In alkaline solutions (> pH 7): the conductivity increases with increase of the pH (increase of OH- ion). Neutral pH (pH 7) is due to equal concentration of H+ and OH- ions. But it does not mean the solution does not contain any other ions that would contribute to the conductivity of the solution. Let's consider an example: pH of deionized water is theoretically 7.0 and conductivity is 0.055 µS/cm. If you add NaCl salt to it, the resulting NaCl solution will still be of neutral pH, but the conductivity of the solution could greatly increase depending on the amount of NaCl added. In summary: pH and conductivity of a sample must be determined separately for each of the samples and cannot be theoretically correlated.