Hier fangen wir mit dem Unterricht beim Ziel an. Das Ziel sind knackige Merksätze aus der "Wasserchemie". Es geht hier um chemische Reaktionen, die typischerweise eintreten, wenn Stoffe "in Lösung" sind. Auf der Erde ist unser zentraler Stoff eben "Wasser", und wenn ein Chemiker sagt, etwas fände in der Lösung statt, so meint er damit, dass genau in Wasser gerade Chemisches passiert.

Hier kommen zwei Merksätze. Sie sollen auswendig gesagt werden können, ohne gleich verstanden zu werden. Die jeweilige Erläuterung soll ungefähr so erfolgen, wie hier geschrieben. Die Rechnung dann kann versucht werden.

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1. Merksatz: Titration ist die Ermittlung einer unbekannten Stoffkonzentration in einer Lösung durch Abgleich mit einer Maßlösung mit bekannter Stoffkonzentration.

1. Erläuterung: Konzentrationen in Wasser werden angegeben in Mol pro Liter (Mol/l).
    Ein "Mol" ist das Molekülgewicht eines Stoffes in Gramm, also in fassbarer Menge.
    Das Molekülgewicht erhält man, indem man die Atomgewichte der Formel (in u = unit) zusammenrechnet.
    Ein Mol einer jeden Substanz enthält 6 x 10 hoch 23 Moleküle.

1. Rechnung: Bei der Titration einer unbekannten Menge Salzsäure-Lösung (HCl in Wasser gelöst) werden 100 ml Natronlauge (NaOH in Wasser gelöst) verbraucht. Die Konzentration der Natronlauge ist 0,1 Mol/l. Wieviel Mol HCl enthielt die HCl-Lösung?

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2. Merksatz: Der PH-Wert ist der negative Zehnerlogarithmus der Hydroniumionen-Konzentration.

2. Erläuterung:  Hydroniumionen haben die Formel H3O+ . Ihr Partner ist das OH-  (Hydroxid-Ion).

PH 7 ist "neutral". PH 6 > 1 bedeutet: Die Lösung ist zunehmend mehr sauer. Sie hat dann mehr Hydroniumionen. PH 8 > 13 bedeutet: Die Lösung ist zunehmend basisch. Sie hat zunehmend mehr Hydroxid-Ionen als Hydroniumionen.

Beispiel: Bei PH 4 gibt es 10 hoch  -4 Mol/l Hydroniumionen. . Das sind tausend mal mehr als bei PH 7. Zugleich gibt es da nur noch 10 hoch - 10 Mol/l Hydroxidionen.

Die Gesamtmenge der Hydronium- und Hydroxid-Ionen in Wasser ist also immer gleich. Man kann sie mit dem "Ionenprodukt" abgleichen: Stets muss 10 hoch -14 herauskommen.

2. Rechnung: H3O+ wiegt 3 x 1 u für die drei Wasserstoff-Atome und 1 x 16 u für das O-Atom. Also ein Molekül H3O+ wiegt 19 u.

Wieviel Gramm H3O+ befinden sich bei PH 4 in einem Liter Lösung?

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Wer die zwei Merksätze auswendig sprechen kann und die Erläuterung ungefähr wiedergeben kann, hat das Tagesziel erreicht. Wer sogar einfache Rechnungen im Stil des hier Angedeuteten schafft, hat das Tagesziel übertroffen.

Rings um solche Ziel-Leistungen gibt es heute Erläuterungen und Versuche:

1. (Bild oben) Wasser in einem elektrostatischen Feld.

2. (Bild oben) Der PH-Indikator (hier "Unisol" links vorne) zeigt durch Farben PH-Werte an. Zunächst sehen wir ihn in klaren Flüssigkeiten, die wir aus dem Alltag kennen.

3. Schließlich führen wir eine einfache Titration durch mit Hilfe des Indikators "Phenolphthalein". Der hat pinke Farbe ab PH 8, also im basischen Bereich. Im sauren Bereich ist er farblos. Rechts im Photo steht eine Salzsäure-Lösung. Wir wissen nicht, in welcher Konzentration, und geben wahllos einiges davon in den Erlenmeyerkolben unter der Titrier-Bürette.  Wir mischen etwas Phenolphthalein in die Lösung im Erlenmeyerkolben.

Links im Photo steht die "Maßlösung": Natronlauge mit bekannter Konzentration (0,1 Mol/l). Die füllen wir in die Bürette bis zum Null-Strich. Wenn wir unten an der Bürette den Schliffhahn öffnen, fließt Natronlauge in die unbekannte Menge an Salzsäure. Dabei beobachten wir einen kurzen Farbumschlag nach pink: Die Natronlauge färbt den Indikator. Bei dem einen Tropfen Natronlauge, nach dessen Zugabe die Lösung pink BLEIBT statt sich wieder bei Schütteln zu entfärben, haben wir gleiche Mengen Natronlauge wie Salzsäure in der Lösung. Wir kennen nun durch Titrieren die Menge an Salzsäure, die wir in den Erlenmeyerkolben gegeben hatten.