Kurs:PH-Wert-Berechnung/Vereinfachungen

Nachdem wir festgestellt haben, dass es nicht ohne weiteres möglich ist, den exakten pH-Wert mithilfe eines Taschenrechners, geschweige denn im Kopf auszurechnen, wollen wir nun nach Vereinfachungsmöglichkeiten suchen.

Wir werden sehen, dass es je nach Säurestärke und Konzentration verschiedene "Abkürzungen" im Rechenweg gibt, die jedoch zulasten der Genauigkeit des Ergebnisses gehen.

Es ist möglich, die beiden Vereinfachungsansätze beliebig zu kombinieren. Daraus ergibt sich folgende Tabelle:

angenommene Näherung	konzentrierte Lösung ${\displaystyle [H^{+}]\approx [A^{-}]}$	exakte Rechnung ${\displaystyle [H^{+}]=[A^{-}]+[OH^{-}]}$	verdünnte Lösung ${\displaystyle [H^{+}]\approx [OH^{-}]}$
starke Säure ${\displaystyle c_{0}\approx [A^{-}]}$	${\displaystyle pH\approx -\log c_{0}}$	${\displaystyle pH\approx -\log \left({\frac {c_{0}}{2}}+{\sqrt {{\frac {{c_{0}}^{2}}{4}}+K_{w}}}\right)}$	${\displaystyle pH\approx 7}$
exakte Rechnung ${\displaystyle c_{0}=[HA]+[A^{-}]}$	${\displaystyle pH\approx -\log \left(-{\frac {K_{s}}{2}}+{\sqrt {{\frac {{K_{s}}^{2}}{4}}+K_{s}\cdot c_{0}}}\,\right)}$	große pH-Formel	${\displaystyle pH\approx 7}$
schwache Säure ${\displaystyle c_{0}\approx [HA]}$	${\displaystyle pH\approx {\frac {1}{2}}(pK_{s}-\log c_{0})}$	${\displaystyle pH\approx -{\frac {1}{2}}\log(K_{s}\cdot c_{0}+K_{w})}$	${\displaystyle pH\approx 7}$