KATA LOGO Chemie - ph Kaleidoskop - für alles Wasserlösliche

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1 äure-base-indikatoren äure-base-indikatoren KATA LOGO Chemie - ph Kaleidoskop - für alles Wasserlösliche Grad der Wasserstoffionenkonzentration: ph = -log 10 a [H + ]. [H+] = 10 -ph. -log [1mol/L] = 0. -log10 = -1. -log 10-1 = 1. -log [1g/L] = 0 Mittelwert von ph-werten bilden (entspricht oft nicht der Ionenkonzentration): [(#H+ bis 7,5) + (#H+ bis 8,5)] / 2 dann Logarithmieren Sauer Basisch mol H 3 O + /L 1 1/10 1/100 1/1000 1/ / mol H 3 O + /L mol OH - /L / / / /100 1/10 1 mol OH - /L Vergleich zweier ph-werte: -log [10-3, ,8 / 2] ergibt ph = 4,06 Lackmus < 4,5 Lackmus > 8,3 Phenolphtalein < 8,2 farblos Phenolphtalein > 10,0 rot-violett Methylorange < 3,1 < 4,4 Bromthymolblau < 6,0 Bromthymolblau > 7,6 gen 0 Brilliantgrün > 2,6 Letzte Aktualisierung ANA LOGO

2 Säure-Base-Indikatoren Säure-Base-Indikatoren Sauer Basisch < 0,2 Kresolrot > 1,8 Kresolrot > 8,8 violett-rot < 1,2 Thymolblau > 2,8 und < 8 Thymolblau > 9,6 Methylgelb < 2,4 Methylgelb > 4 Methylrot < 4,4 Methylrot > 6,2 Alizaringelb < 10,1 Alizaringelb R > 12 orangebraun Indigocarmin < 11,5 Indigocarmin > 13 sehr > Biologische Aktivität max. bei 7,5 < Picrophilus Bakterium Sulfolabes Bakterien No mold Pilze <4,5 (langsamer Streuabbau) Archaea-Thermoproteales Wachstum 2,5-6,5 Bakterien und Pilze 4,5-6 Bakterien (schneller Streuabbau) Luftmangel infolge zu geringer Pflugtiefe Säure abscheidende Pflanzendecke, Pflanzenwurzelatmung Letzte Aktualisierung ANA LOGO

3 Beste Zersetzung von organischer Substanz Kalkauswaschung / sauer wirkender Dünger und Regen (< 5,5) Anreicherung von Kohlensäure bei Überflutung Acker 8,1 Rohhumus 3-4 Mull auf Braunerde 5-6 Mull 7 (6) Moder über Silikatgestein Moder über Kalkgestein > > Humifizierung stark 5-7 < stark < Chemische Verwitterung > Saure Böden - Böden liegen meist bei 6 Neutraler Boden Alkalische Böden ( > 8 in Deutschland selten) Mehr Ammoniumionen Gleichgew. NH4+ und NO3- Mehr Nitrationen Wüstenboden 8,5 Letzte Aktualisierung ANA LOGO

4 Wenig Nährstoffreisetzung und Bioturbation vom Edaphon Fulvosäuren - entstehen v.a. chemisch - in nährstoffarmen Böden - sauer und alkalisch löslich Humine - durch Alterung von Humaten und Fulvaten - löslich weder ph1 noch ph14 Huminsäuren - in nährstoffreichen Böden - Huminsäuren - nur alkalisch löslich Phenole reagieren in Böden sauer, da mesomerie-stabilisiert Schneller Abbau von Organophosphor-Insektiziden stark < Chemische Verwitterung > < Zunahme von Schwermetallen (Löslichkeit) - auch im Blut Zunahme von Eisen, Calcium und Magnesium in Böden > 75% < Zunahme von Kieselsäure SiO2 in Böden % < Zunahme von Kalium und Natrium in Böden < Umwandlung von Schichtsilikaten (z.b. Glimmer) in aufweitbare (primäre) Dreischicht-Tonminerale (effektive) KAK Zunahme > Fe 3+ (viel Luft) bei 0,8 bis 1,2 E(V) α-feooh (Goethit) bei1,1 bis - 0,4 E(V) - gelb-braun - reduziert - für schlecht entwässertes Land - wenig fruchtbar Ladungsnullpunkt von Eisenoxiden 6-7 Fe 2+ Mobiler als Mn2+ Bei Ausfällung grüner Rost als geschichtetes Fe(II)/Fe(III)- OH instabile Phase- reduzierende Bedingungen/Staunässe - bei 0,8 bis - 0,4 E(V) Fe3 O4 bei -0.3 bis -0,6 E(V) Fe3 (OH)8 bei 0 bis -0,6 E(V) Fe (OH)2 bei -0,4 bis -0,8 E(V) Verbraunung nach Entkalkung. Eisenoxide und Tonminerale verbleiben am Ort ihrer Entstehung und werden nicht umgelagert. Letzte Aktualisierung ANA LOGO Fe- Stabilität Böden in Fe- Stabilität Böden in

5 Fe- Stabilität Böden in sehr Verlehmung: stark sauer < 3,5 Farbloses und gut lösliches Fe 2+ wird mit H2O zu schwer löslichem Fe 3+ (Chemische alkalisch = kalkreich Verwitterung > 8 (meist aus >7 = Primär-Mineralen alkalisch) Olivin, Biotit, Amphibol, Pyroxen). Bei tonigen carbonatfreien staunassen Bedingungen entsteht hauptsächlich orange-rotbraunes γ-fe3+o(oh) (Lepidokrokit) als Fleck oder Band Fe- Stabilität Böden in Tropen (starke Austrocknung/wenig Humusgehalt: Neben α-feooh (Goethit) wird verstärkt die Bildung von rotem F2O3 (Hämatit) gefördert. In nassen Böden (Gleye, Pseudogleye) Ausbildung hydromorpher Merkmale: Fe wird im reduziertem Zustand kolloidal verlagert, bei Austrocknung wieder ausgeschieden. Wichtig: Verbraunung eventuell vorgetäuscht durch hohen Gehalt braunfärbender Fulvosäuren bzw. Huminstoffe und durch CaCO3- Auswaschung = Anreicherung lithogener Eisenoxide. Mn 2+ bei 1,2 bis -0,6 E(V) - Oxidation autokatalytisch an Oberflächen bereits bestehender Mn-Oxidpartikel Mn (OH)2 bei -0.1 bis -0,8 E(V) Mn-Stabilität in Böden Freisetzung von toxischem Mn ph 2-5 Braunschwarzer Braunstein / Manganit β-mno2 bei 1,1 bis 0,2 E(V) Mn2 O3 bei 0,6 bis 0 E(V) Mn3 O4 bei 0,3 bis -0.3 E(V) Mn-Stabilität in Böden Mn CO3 bei 0,4 bis -0,4 E(V) - bei 1% CO2 im Boden Freisetzung von toxischem Al (schwer löslich) ab 3,3 sehr --> Mineralneubildung stark bei 5-7 <--- fast 0 -> Mineralisierung zunehmend stark bis 7,5 <-- 7 Letzte Aktualisierung ANA LOGO

6 Verdichtungen im unteren Bodenbereich Sediment: Sandstein 32% (nährstoffarm) Sediment: Schiefer 45% (mineralreich) Geschiebelehm Sediment: Kalkstein 22% (sehr mineralreich) Saures felsisches Ausgangsgestein (Granit, Rhyolit, Gneis) Intermediäres Gestein (Diorit, Andesit) Mafisches Gestein (Basalt, Gabbro) Basisches Gestein (Peridotit, Komatiit) Trinkwassergrenzwert nach Nam-TrinkwVO 5,5-9,5 Trinkwassergrenzwert nach D-TrinkwVO 6,5-9,5 Sauerstes Wasser der Welt minus 3,6 Iron-Mountain Bergwerk CA Gleichgewicht liegt beim O2... 0,5 O2 + 2 H+ + 2 e- H2O... je höher der ph-wert Niederschläge 5,5-5,6 Ozeane: , ,05 Großer Salzsee in Utah Oberflächengewässer Destilliertes Wasser 5,5 (wegen GG mit Letzte Aktualisierung ANA LOGO

7 Boden > 7 Bildung Eisenmangel durch nicht aufnehmbare Fe-Oxid-Hydroxide Pflanzen Moose Farne Pflanzen Spitzahorn Toleranz 3,4 Bergahorn, Zitterpappel 4,5-5,5 Hainbuche 4-7 Birke Gingko, Roßkastanie 5,5-7 Eiche, Linde, Rotbuche 5,1-7,5 Walnuss 6-7,5 Kastanie Kiefer, Tanne, Fichte 4,5-6,5 Lärche 4,5-7,5 Rotschwingel 4,8-6,2 Wiesenschwingel 5,3-7 Gras Rhododendron Rosen 5,5-7 Stechpalmen 5,5-6,5 Veilchen 6-7,5 Letzte Aktualisierung ANA LOGO

8 Heidelbeere Blaubeere 4-5,5 Brombeere Erdbeere 5-7,6 Kernobst 6-8 Steinobst 6,5-8 Sauerampfer 4-7,5 Kartoffel 4,8-6,7 Topinambur 4,8-6,2 Gelbe Lupine 4,8-6,2 Petersilie, Porree Roggen, Hafer, Hirse Hopfen, Kürbis, Rettich Acker- und Sojabohnen 5,3-7 Phaseolus-Bohnen 5,3-7 Buchweizen, Lupine 5,3-7 Rhabarber, Pastinaken 5,3-7 Mais, Klee, Spinat, Möhren 5-7,5 Kohlrabi, Weiss- und Rotkohl 5-7,5 Letzte Aktualisierung ANA LOGO

9 Grünkohl, Rosenkohl 5-7,5 Brokkoli, Salat 5-7,5 Weizen, Gerste 5,3-7,5 Sonnenblume 5,3-7,5 Raps, Rüben, Senf, Erbsen Kräuter Weiße Lupinen 5,8-7,5 Mohn, Hanf, Zwiebel 5,8-7,5 Mangold, Spinat 5,8-7,5 Schwarzwurzel 5,8-7,5 Tabak, Blumenkohl 5,8-7,5 Spargel und Melone 6-8 Wein 6-8, oft 7,9 Linse, Luzerne 6,2-8 Barsch Stichling Plötze Makrozoobenthos Korallen Spitzschlammschnecke 6,5-9 Letzte Aktualisierung ANA LOGO

10 Essigessenz Essig Sauerkraut Saure Milch Milch Coca Cola Äpfel Wein Bier Sprudel Brause Black coffee Salsa scharf 1,7 Salsa medium 3,2 Salsa mild 4,5 Backsoda Preißelbeere 2,4 Grape-fruit 3,0 Ananas 4,4 Karotten 5 Säuregrad im Presssaft Zitronen 2,4 Brombeere 2,7 Rhabarber 3,2 Apfel 3,4 Zwiebel 4,3 Tomate 4,4 Sellerie 5,2 Kartoffel 5,6 Säuregrad im Presssaft Orange unreif 2,9 Orange reif 3,8 Weiße Rüben 5,8 Bienenstich: Schmerz durch Säuren. Neutralisation mit NaHCO3 Wespen: Schmerz durch Basen. Neutralisation mit E330 Harn 5-7 Blut < 6,8 : TOD! Blut 7,35-7,45 Blut > 8 : TOD! Letzte Aktualisierung ANA LOGO

11 Optimum von Verdauungsenzymen Optimum von Verdauungsenzymen Sauer Basisch Blut Blut Blut orange < gelb 6,8 : lind grün > 8 : grün blau Spektralbereich 7,35-7,45 TOD! TOD! Magensaft 0,9-1,8 Haut 5,5 Speichel 6,3 Darmsaft Leber 8,2 Galle 8,2 Pankreas 8,8 Hämoglobin kann umso mehr Sauerstoff binden, je höher der ph-wert ist (Bohr-Effekt) Scheidenmilieu der Frau zur Abwehr von Bakterien Neutralisierung Sperma des Mannes Intrazelluläre Flüssigkeit ca. 7,0 Extrazelluläre Flüssigkeit 7,35-7,45 Pepsin 1,5-2,5 Gastricin 3-3,5 Enteropeptidase 6,0 Carbohydrase 7,0 Aminopeptidase 8,0 Kathepsin 4-6 Chymtrypsin 7,5-8,5 Maltase 6,6-7 Pankreas-α-Amylase 6,9-7,1 Lipase von Fleischfressern 8 Lipase von Pflanzenfressern 8,4-9 Ptyalin 6,7 Trypsin 7,5-8,5 Letzte Aktualisierung ANA LOGO

12 Speichel von Säugetieren Speichel von Säugetieren Sauer Basisch Schwein 7,15-7,47 Hund 7,34-7,8 Pferd 7,31-7,8 Mensch 5,93-6,86 Rind 7,99-8,27 Salzsäure 35% - ph -1 Salzsäure 3,5 % Salzsäure 0,35 % NaOH 3 % NaOH 30 %-ph 15 H2O + CO2 3,7 NH4 HCO3 NH3 Die meisten Basen sind Metalloxide wie AlOH. Mit steigenden Redoxpotential sinkt der ph-wert um etwa 59 mv pro ph-einheit Mit höher werdendem ph-wert sinkt die Oxidationsfähigkeit Wo ph = pks, dort ist beste Pufferleistung < 3,8 Maximum H2CO3 > 3,8 HCO3- Kohlensäure- Carbonat- Gleichgewicht Null CO3 2- K H2CO3 = K HCO3- bei 6,3 Bei 8,2 Maximum HCO3 - ab 8,2 CO3 2- K HCO3 - = K CO3 2- bei 10,3 Maximum CO3 2-. Null HCO3 - Kohlensäure- Carbonat- Gleich-gewicht Letzte Aktualisierung ANA LOGO

13 Bei 8,2 Null Maximum < 3,8 Kohlensäure- sehr CO3 sauer 2- K H2CO3 = Maximum HCO3 - ab 8,2 Maximum K HCO3- K HCO3 - = Kohlensäure- Carbonat- H2CO3 CO3 2- CO3 2-. bei 6,3 K CO3 Carbonat- Gleichgewicht HCO3 2- Null > 3,8 bei 10,3 Gleich-gewicht HCO3- - Umschlagspunkt Methylorange 4,3 Umschlagsp. Phenolphtalin 8,2 neutral 6,2-8,6 Puffer: Ab 8,2 abwärts, nimmt Kompartiment HCO3-Bereich erst, wenn alles CO3 2- verbraucht ist Puffer-kapazität von CO2 optimal bei 6,4 Puffer-kapazität von CO2 Kohlensäure - Silikat-Pufferbereich 5,0 bis 6,2 Kohlensäure - Silikat-Pufferbereich Ionenaustauscher Puffer-bereich - variable Ladungen 4,2 bis 5,0 mäßig sauer (abhängig KAK) Ionenaustauscher Puffer-bereich - variable Ladungen Al 3+ - Pufferbereich und Silikate 3,0 bis 4,2 stark sauer Al 3+ - Pufferbereich und Silikate Letzte Aktualisierung ANA LOGO

14 Puffermöglichkeiten Eisen- Puffer-bereich < 3,0 extrem sauer Eisen- Puffer-bereich Puffermöglichkeiten sind immer bei ph-werten am besten, wo ph dem pks-wert entspricht Puffermöglichkeiten Ofenreiniger Batteriesäure Tarnish Entferner <6 Seifenlösung Abflussreiniger Wasserstoffkorrosion beginnt bei < 5 Auflösen unedeler Metalle mit H2 Bleiche Aspirin Urin Rennies 10,9 * * Nur Infoline: Scheidesaft bei der Zuckerrübenherstellung Mit ph ist nur beschreibbar, was auch wasserlöslich ist. (Ätherische) Öle, Benzin oder Diesel nicht. Letztere sind reine Kohlenwasserstoffe. Letzte Aktualisierung ANA LOGO

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