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Was bedeutet der pH-Wert von Wasser?
Sauer macht lustig, so besagt der Volksmund. Doch gilt das auch für Wasser? Wer sich mit dem Element des Lebens beschäftigt, stößt schnell auf den pH-Wert in Wasser. Ein niedriger pH-Wert bedeutet, dass Wasser wasserstoffreich und somit sauer ist. Ein hoher pH-Wert zeigt an, dass Wasser einen basischen Charakter hat. In Deutschland regeln Grenzwerte, welchen pH-Wert Wasser haben sollte. Dafür gibt es gute Gründe: Ein zu hoher oder zu niedriger pH-Wert kann unerwünschte Auswirkungen auf den Körper und auf Wasserleitungen haben. Alles Wichtige zum pH-Wert erfahren Sie im Folgenden.
Inhaltsverzeichnis
pH-Wert in Wasser: Definition
Der pH-Wert zeigt an, wie sauer oder alkalisch (basisch) eine wässrige Lösung ist. „pH“ steht hierbei als Abkürzung für „pondus hydrogenii“, was zu Deutsch „Potenzial des Wasserstoffs“ bedeutet. Als Zahl definiert der pH-Wert von Wasser die Konzentration und Aktivität freier Wasserstoffatome bzw. Wasserstoffionen. Um den pH-Wert anzuzeigen, kommt eine logarithmische Skala von 0 bis 14 zum Einsatz. Ein pH-Wert von 7 beschreibt eine ausgeglichene Konzentration von Wasserstoffionen und Hydroxidionen. pH-Werte unter 7 definieren den Säure-Charakter einer Lösung, Werte oberhalb von 7 weisen auf einen basischen Charakter hin. Ein pH-Wert von 0 steht also für „stark sauer“, 14 für „stark alkalisch“.
Ein niedriger pH-Wert bzw. ein saurer Charakter entsteht, wenn Säuren in Wasser oder wässrigen Lösungen gelöst sind und Wasserstoffionen (H⁺) an das Wasser abgeben. Bei der Lösung von Basen in Wasser werden wiederum Hydroxidionen (OH⁻) an das Wasser abgegeben, die Wasserstoffionen binden und den pH-Wert erhöhen. Welchen pH-Wert Wasser besitzt, hängt von seiner Herkunft und seinen Inhaltsstoffen ab. Frisches Trinkwasser hat in der Regel einen neutralen bis leicht alkalischen Charakter zwischen 7,0 und 8,5. Quellwasser aus kristallinen Gesteinsregionen kann mitunter sogar einen sauren Charakter unter 7,0 aufweisen.
Verschiedene pH-Werte im Vergleich
Um zu verstehen, was der pH-Wert von Wasser bedeutet, lohnt es sich, den neutralen pH-Wert von Wasser mit im Alltag gebräuchlichen Getränken zu vergleichen. Allgemein lässt sich sagen, dass ungesunde Ess- und Trinkgewohnheiten mit viel Fleisch, zucker- und säurehaltigen Getränken und einseitiger Ernährung zu einem Säure-Überschuss im Körper führen. Ein Säure-Überschuss wiederum begünstigt die Anfälligkeit für verschiedene Erkrankungen. Zu beachten ist, dass der ermittelte pH-Wert von Getränken oder Lebensmitteln nicht mit der säurebildenden bzw. basischen Wirkung im Organismus gleichzusetzen ist. So weist Wein zwar einen niedrigen pH-Wert auf, zählt jedoch nicht zu den säurebildenden Nahrungsmitteln, da er im Körper basisch wirkt. Gleiches gilt für Kaffee, der ebenfalls leicht basisch wirkt.
Zu Getränken mit niedrigem bis sehr niedrigem pH-Wert im Alltag zählen:
- Cola (2,0–3,0)
- Bier (4,1–4,6)
- Wein (2,8–4,0)
- Kaffee (4,9–5,0)
Gut zu wissen: Auch die menschliche Haut verfügt über einen ganz natürlichen Säureschutzmantel mit einem pH-Wert von 4,5 bis 5,8. Dieser entsteht durch den Wasseranteil der äußeren Hautschicht, auch Hydrolipidfilm genannt. Der Säureschutzmantel verhindert das Wachstum von Krankheitserregern, neutralisiert alkalische Stoffe und fördert die natürliche Hautflora.
Grenz- und Richtwerte: Welchen pH-Wert sollte Wasser haben?
Um einen neutralen pH-Wert im Trinkwasser zu garantieren, schreibt die deutsche Trinkwasserverordnung Grenzwerte für die Wasserstoffionen-Konzentration im Leitungs- und Trinkwasser vor. Der pH-Wert von Trinkwasser in Deutschland muss demnach auf der Skala von 0 bis 14 in einem Toleranzbereich zwischen 6,5 und 9,5 liegen. Die Einhaltung der Grenzwerte obliegt den regionalen Wasserversorgungsunternehmen. Kommunale Wasserwerke sorgen mit entsprechenden Aufbereitungsmaßnahmen sowie Kontrollen der Rohrleitungen und des Wassernetzes dafür, dass deutsches Leitungswasser flächendeckend eine erwiesenermaßen hohe Qualität und Verträglichkeit aufweist.
Was bewirkt der pH-Wert in Leitungswasser?
Der Grund für einzuhaltende pH-Grenzwerte in der Trinkwasser-Versorgung liegt vor allem an den Materialien von Wasserrohrleitungen. Diese sind vom pH-Wert des Wassers abhängig und werden entsprechend ausgewählt. So kann zum Beispiel ein zu niedriger pH-Wert dazu führen, dass sich Metallionen aus Leitungswänden lösen und im Wasser ansammeln. Beim Einsatz von Leitungsrohren aus Blei oder Kupfer kann dies zu einer gesundheitsschädlichen Belastung des Wassers führen. Kupferrohre dürfen daher bei einem pH-Wert unter 7,0 nicht verbaut werden. Bei Wasserleitungen aus verzinktem Stahl wiederum besteht bei einem pH-Wert unter 7,5 erhöhte Korrosionsgefahr. Wasser mit einem pH-Wert zwischen 4 bis 6,5 kann zudem zementhaltige Baustoffe auf Dauer beeinträchtigen. Die Einhaltung des pH-Werts in deutschem Leitungswasser hat nachweislichen Einfluss auf die Instandhaltung und Funktionalität der Wasserinfrastruktur.
Was bedeutet der pH-Wert in Trinkwasser für den Menschen?
Auch im menschlichen Körper spielt der pH-Wert eine wichtige Rolle. Für die Gesundheit des Menschen kommt es auf einen ausgeglichenen Säuren-Basen-Haushalt im Körper an. Ein Grund hierfür ist, dass der pH-Wert des Blutes und der Zellflüssigkeit in einem Bereich zwischen 7,35 und 7,45 liegt. Im Körper sorgt ein eingespieltes System aus gelöstem Kohlendioxid, Proteinen und Anionen dafür, dass Hämoglobin Sauerstoff im Blut binden kann. Sinkt der pH-Wert unter den verträglichen Bereich, können rote Blutkörperchen verklumpen und Hämoglobin kann weniger Sauerstoff binden. Eine unausgeglichene Ernährungsweise mit zu vielen säurebildenden Nahrungsmitteln führt zu einem übersäuerten Organismus, chronischem Sauerstoffmangel, Verschlackung von Zellen und einer erhöhten Anfälligkeit für Krankheiten. Ähnlich wie beim menschlichen Körper ist der pH-Wert auch für Aquarien wichtig. Destilliertes Wasser kann verwendet werden, um ein neutrales Umfeld zu schaffen und den pH-Wert in Aquarien leichter anzupassen.
Nicht zu vergessen: Vor allem bei Lebensmitteln sind pH-Werte nicht immer mit der Wirkung im Körper gleichzusetzen. Säurehaltige Lebensmittel wirken somit nicht zwingend säurebildend im Körper. Dennoch sollte die Ernährung nicht zu säurehaltig sein bzw. den Säure-Basen-Haushalt mit basisch wirkenden Lebensmitteln wie Säften, Kartoffeln, Obst- und Gemüsesorten ausgleichen.
Wie lässt sich der pH-Wert von Wasser ermitteln?
Für die Ermittlung des pH-Werts von Wasser kommen verschiedene Methoden zum Einsatz. Im Hausgebrauch besonders praktisch ist der Einsatz von Indikatorfarbstoffen, die anhand einer Farbvergleichsskala pH-Werte anzeigen. Die optische Ablesung erfolgt in der Regel über Messtreifen, die in Wasser getaucht werden, und Messfelder, die anhand von Farbindikatoren den sauren oder basischen Wassercharakter anzeigen.
Eine weitere Methode ist die Potenziometrie. Hierbei wird eine mit einer Pufferlösung gefüllte Glasmembrankugel in das zu testende Wasser getaucht. Die Konzentration der Wasserstoffionen führt zu einem Spannungssaufbau zwischen dem Inneren und Äußeren der Kugel, der mittels pH-Elektroden gemessen wird und den pH-Wert anzeigt. Eine weitere Messmethode mit Spannungsaufbau ist der Einsatz des ionensensitiven Feldeffekttransistors, der über ein Spannungssignal den pH-Wert im Wasser anzeigt.
Mieter und Hausbesitzer, die sich Klarheit über den konkreten pH-Wert des Leitungswassers verschaffen wollen, können sich zudem beim örtlichen Wasserwerk informieren oder Wasserproben aus der Leitung entnehmen und von anerkannten Laboren untersuchen lassen.
Fazit
Der pH-Wert von Wasser zeigt den sauren bzw. alkalischen Charakter von Wasser an. Um den pH-Wert abzubilden, nutzt man eine logarithmische Skala von 0 bis 14. Ein pH-Wert von 7 zum Beispiel beschreibt eine ausgeglichene Konzentration von Wasserstoffionen und Hydroxidionen. Ein (noch) niedriger pH-Wert bedeutet, dass Wasser einen sauren Charakter besitzt. Wie hoch bzw. gering der pH-Wert des zu untersuchenden Wassers ist, hängt von seiner Herkunft und seinen Inhaltsstoffen ab. Unser Trinkwasser ist in der Regel neutral bis leicht basisch und liegt zwischen 7,0 und 8,5. Das hat damit zu tun, dass in Deutschland Grenzwerte und Toleranzbereiche gelten, die in der Trinkwasserverordnung festgehalten sind, und das Rohwasser in den kommunalen Wasserwerken entsprechend aufbereitet werden muss. Der pH-Wert ist für unseren Alltag respektive unsere Gesundheit von großer Bedeutung.
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