Bezugssystem, oder: Warum ist der pH-Wert 7 neutral?

Bei Raumtemperatur liegt im Wasser immer eine Konzentration an c[H₃O⁺] = 0,00000001 mol/l und c[OH^-] = 0,0000001 mol/l vor. Diese Konzentrationen im Wasser kann zur Bestimmung des pH- und pOH-Wertes genutzt werden. Denn c[H₃O⁺] = 0,0000001 mol/l bedeutet, dass in einem Liter Wasser 10^-7 mol Hydronium-Ionen (H₃O⁺) vorhanden sind. Da die gleiche Menge an Hydroxid-Ionen (OH^-) vorhanden sind , ist dieser Wert der Normalwert, anders ausgedrückt: Die Lösung ist neutral.

Bei diesem neutralen Punkt stehen die Konzentrationen an Hydronium-Ionen und Hydroxid-Ionen im Verhältnis 1:1.

Dies hat zur Folge, dass man für alle Arten von wässrigen Lösungen und auch für Verbindungen wie Salze, Säuren und Basen, bei Kenntnis der Konzentration der H₃O⁺-Ionen die Konzentration der OH^--Ionen und umgekehrt errechnen kann.

Hydronium-Ionen-Konzentration in mol pro Liter:

Anhand dieses Sachverhaltes erklärt sich das Bezugssystem. Es zeigt auch, warum ein pH-Wert von 7 neutral ist. Bei einem Stoff mit einem pH-Wert von <7 handelt es sich um eine Säure, bei einem pH-Wert >7 um eine Base.