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Kategorie: > Wissenschaft > Hydrologie / Analytik
Leitfähigkeit und pH-Wert
Gast (Martin)
(Gast - Daten unbestätigt)

  02.04.2004

Hallo,
nachdem ich inzwischen ein Destillat mit einer Leitfähigkeit von 0,4uS aus meiner Anlage bekomme, habe ich gleich eine weitere Frage:
Gibt es einen (überschlägigen) Zusammenhang zwischen Leitfähigkeit und pH-Wert ?
Also eine Variable mit der man ohne Berücksichtigung der jeweiligen Dimension einem gemessenen niedrigen Leitwert einen "groben" pH-Wert zuordnen kann ?
Vielen Dank im Voraus.

Gruß
Martin



Anzahl der unterhalb stehenden Antworten: 8
Gast (Heiner Grimm)
(Gast - Daten unbestätigt)

  17.04.2004

Nachklapp:

Das mit der 10fach höheren ÄLF von H+ gegenüber anderen Ionen gilt nur für einige Ionen mit ziemlich schlechter Leitfähigkeit. Normalerweise ist das Verhältnis zu H+ eher 1:4 bis 1:5.

Gruß Heiner
Gast (Heiner Grimm)
(Gast - Daten unbestätigt)

  14.04.2004
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Martin vom 14.04.2004!  Zum Bezugstext

Hallo Martin,

aha, rein aus Jux und Dollerei also.

Zum Zusammenhang der Messgrößen:

- Von der Leitfähigkeit kann bei einer Lösung unbekannter Zusammensetzung NICHT auf den pH geschlossen werden.

- Bei sehr niedrigen oder sehr hohen pH-Werten ist auch die Leitfähigkeit zwangsläufig hoch. Ansonsten ist sie je nach Gehalt neutraler Elektrolyten mehr oder weniger leitfähig.

Nun ist Dein Problem aber etwas einfacher gestrickt. Die Hauptverunreinigung dürfte CO2 sein. Dies reagiert zu einem kleinen Teil mit Wasser:

CO2 + H2O  H(+) + HCO3(-)

Die daraus entstehende Leitfähigkeit ist zu ca. 90% auf das H(+) zurückzuführen, deshalb sollte ein relativ guter Zusammenhang zwischen pH und Leitfähigkeit in Deinem Wasser existieren.

Dummerweise bleibt es dabei: Der pH von destilliertem Wasser ist nur äußerst schwierig exakt zu bestimmen. Versuchen kannst Du es natürlich dennoch.

Der Zusammenhang zwischen pH und Leitfähigkeit sollte in etwa der Folgende sein:

LF = K1 * C(H+) + K2 * C(OH-) + K3 * C(HCO3-)

LF: Leitfäh.
K1, K2, K3: Konstanten (K1 = ca. K2 = ca. 10 K3) (über den Daumen!)
C: Konzentrationen in Mol/l

Dazu gilt:

C(H+) * C(OH-) = 10^-14 Mol²/l²

C(H+) = 10^(-pH)

c(H+) = c(OH-) + C(HCO3-)

In Deinem Fall kannst Du C(OH-) näherungsweise vernachlässigen und erhältst:

C(H+) = ca. C(HCO3-)

Wegen der um ca. 9/10 geringeren Äquivalentleitfähigkeit von HCO3- :

LF = ca. 1,1 * K1 * 10^(-pH)

K1, K2 und K3 sind die Äquivalentleitfähigkeiten der Ionensorten H+, OH- bzw. HCO3-.

Viel Spaß beim Rechnen. Wäre nett, mal zu erfahren, was dabei rausgekommen ist.

Heiner
Gast (Martin)
(Gast - Daten unbestätigt)

  14.04.2004
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Heiner Grimm vom 13.04.2004!  Zum Bezugstext

Hallo Heiner,
die Qualität meines Dest-Wassers mache ich vom Leitwert abhängig. Ich möchte aber dennoch gerne den pH-Wert kennen.
Den niedrigen Leitwert von 0,4uS kann ich beispielsweise nur erzeugen, indem ich die Proben nicht mit der Außenluft in Kontakt kommen lasse. D.h., die Luft hat einen höheren Anteil an kontaminierenden Stoffen als das kondensierte Wasser aus der Destille. Fange ich die Proben nur auf und lasse sie mit der Luft in Berührung kommen, dann erhalte ich einen pH-Wert von ca.4,5 und einen Leitwert von 0,9-2uS. Interessanterweise habe ich gestern unter Luftausschluss eine Probe mit einem Leitwert von 0,6uS und einem pH-Wert von 6,5 gewonnen.
Hierzu muss ich sagen, dass meine Anlage die letzten zwei Wochen stand (wir waren in Urlaub). Ich habe diese letzte Probe stehen lassen und nach ca. 30 Minuten einen Leitwert von fast 1uS und einen pH-Wert von 5,5 gemessen. Vor einigen Minuten habe ich noch einmal gemessen und einen Leitwert von 1,9uS und einen pH-Wert von 4,6 erhalten (wohl auf Kohlendioxid zurück zu führen).
Es müsste nach diesen Beobachtungen also bei Dest-Wasser einen Zusammenhang zwischen Leitwert und pH-Wert geben.
Das Thema interessiert mich einfach, und andere Leute haben auch komische Hobbys.

Gruß
Martin
Gast (Heiner Grimm)
(Gast - Daten unbestätigt)

  13.04.2004
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Thomas Frenzel vom 11.04.2004!  Zum Bezugstext

Hallo Martin,

ich habe gar nicht behauptet, man könne den pH von Destwasser nicht messen, sondern:

1. Eine solche Messung ist äußerst schwierig,

2. Die Qualität von Destwasser kann wesentlich einfacher und sicherer über die Leitfähigkeit abgeschätzt werden.

3. Von pH-Papier habe ich gar nicht gesprochen. Dazu: Die verwendeten Farbstoffe sind selbst pH-aktive Substanzen, d.h. sie beeinflussen den pH der Lösung, den sie messen. Bei gepufferten Lösungen oder pH  9 fällt das nicht ins Gewicht, bei Destwasser schon.

Wird vor der Messung NaCl im Destwasser gelöst, ist dazu Folgendes zu sagen:

1. Misst man jetzt den pH einer NaCl-Lösung, nicht den des Destwassers.

2. Geringste Verunreinigungen im NaCl können den pH des Wassers erheblich beeinflussen, so dass das Messergebnis nicht dem pH des ursprünglichen Destwassers entspricht.

3. NaCl hat praktisch keinerlei Pufferwirkung, so dass es die pH-Änderung durch Verunreinigungen nicht verhindern kann.

4. Wenn es eine Pufferwirkung hätte, dann würde das NaCl dem Destwasser gar einen bestimmten pH "aufzwingen".

Warum in aller Welt willst Du überhaupt Deine Destwasserqualität unbedingt am pH festmachen?

Gruß Heiner
Gast (Thomas Frenzel)
(Gast - Daten unbestätigt)

  11.04.2004
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Heiner Grimm vom 04.04.2004!  Zum Bezugstext

Hallo Heiner,
entschuldige das ich hier wiederspreche, es ist nicht möglich den pH-Wert im einem vollentsalztem Wasser (0,4µS/cm) zu messen, weder mit pH-Streifen noch mit einem Messgerät.
Eine 99% Meßmöglichkeit wie folgt ausehen:

1; Man kocht das aufbereitete Wasser so lange bis die Kohlensäure ausgegast ist.

2; Eine etwas einfachere Lösung: man setzt dem aufbereitetem Wasser Kochsalz (NaCl) zu, dadurch erreicht man eine Puffermöglichkeit im Wasser, Kochsalz ist neutral und so kann man den pH-Wert bestimmen.
Es gibt spezielle Messgeräte zur bestimmung des pH-Wertes im Wasser mit besonderen pH-Elektroden die und Ausschluss von Luft den Wert messen können. (z.B. Fa. WTW,Weilheim)

Gruß Thomas
Gast (Heiner Grimm)
(Gast - Daten unbestätigt)

  04.04.2004

Hallo Martin:

Die elektr. Leitfähigkeit von Wasser ergibt sich grob gesagt aus der Summe der Konzentrationen der im Wasser enthaltenen Ionen, jeweils (vor dem Summieren) multipliziert mit ihrer Äquivalentfähigkeit.

Nun ist die Äquivalentleitfähigkeit von H(+) und OH(-) aufgrund eines besonderen Fortbewegungsmechanismus in Wasser etwa 10 mal so hoch wie die ÄLF anderer in Wasser üblicherweise enthaltener Ionen. Tatsächlich verhält sich die Leitfähigkeit in Abhängigkeit vom pH ungefähr so wie Du vermutest: Etwa wie eine Dreieckkurve (Wenn die Leitfähigkeit logarithmisch aufgetragen wird!!!). Das ist aber, vor Allem wenn außer einer starken Säure oder starken Base vergleichsweise viel Salze gelöst sind, nicht in jedem Fall gegeben und genau ist da schon gar nichts.

Destwasser sollte theoretisch pH 7 haben, aber: s. meine Ausführungen zu Deinen vorhergehenden Fragen.

Den rechnerischen Zusammenhang zwischen H(+)-Konzentration und pH findest Du auf meiner Webseite (www.wissenschaft-technik-ethik.de/wasser_loesung.html).

Wenn das pH-Meter -2 bis 4 anzeigt, dann kann es eigentlich nur "spinnen". Ein pH von -2 ist gar nicht möglich, da es keine Säure gibt, von der man 100 Mol/l gelöst bekommt. Ich gehe mal davon aus, dass das pH-Meter gecheckt und kalibriert ist, aber was auch immer es bei Deinem Destwasser gemessen hat, es war jedenfalls nicht der pH-Wert.

Ein pH-Meter misst im Grunde eine Spannung, die unter bestimmten Bedingungen von einer geeigneten Elektrode durch elektrochemische Reaktionen erzeugt wird. Unter best. Bedingungen ist die Spannung proportional zum pH.

Nochmal: Es ist m.E. Quatsch und vergebliche Liebesmüh, die Qualität von Destwasser per pH-Messung bestimmen zu wollen. Deswegen macht man es ja auch üblicherweise mit einer Leitfähigkeitsmessung (und selbst die kann durch gelöstes CO2 beeinflusst werden).

Gruß Heiner
Gast (Martin)
(Gast - Daten unbestätigt)

  04.04.2004
Dieser Text bezieht sich auf den Beitrag von Herbert Schremmer vom 03.04.2004!  Zum Bezugstext

Hallo Herbert,
dann könnte sich eine graphische Darstellung des pH-Wertes in Abhängigkeit vom Leitwert wie ein Dreieck darstellen ?
Natürlich nur, wenn man irgendwie eine Abhängigkeit herleiten könnte. Dummerweise sind wir in Mathematik (8 Klasse) noch nicht so weit.
Ich habe jedenfalls den Verdacht, dass es bei Aqua Dest einen solchen Zusammenhang geben könnte.

Viele Grüsse

Martin
Gast (Herbert Schremmer)
(Gast - Daten unbestätigt)

  03.04.2004

Hallo Martin,
Du stellst aber auch Fragen! Kompliment, dass Du jetzt aqua dest. mit 0,4 uS erhalten hast.
Einen Zusammenhang zwischen Leitfähigkeit und pH-Wert kann es natürlich nicht geben, das sind zwei verschiedene Stiefel. Das eine ist die spezifische Leitfähigkeit - Maß für die Fähigkeit eines Stoffes, den elektrischen Strom zu leiten - ausgedrückt durch z.B. uS. Der pH-Wert ist eine Maßzahl für die Konzentration der Wasserstoffionen. pH 7,0 = neutral, pH kleiner als 7 = sauer, größer als 7 alkalisch.
Bei gleicher Stoffkonzentration könnte sich die gleiche Leitfähigkeit ergeben, doch je nach Stoffart (z. B. Säure oder Lauge) völlig andere pH-Werte (z.B. 4 und 10).
MfG  Herbert


















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