Das Rätsel des pH-Wertes

Viele Grower kennen das Problem: Trotz optimaleingerichteter Umwelt wollen die Kleinen nicht so recht wachsen! Die Lampeleuchtet kräftig und liefert genug Energie zum Wachsen, Temperatur und Feuchtigkeitwerden geregelt und ein Lüfter sorgt für ausreichend Frischluft. Alles perfekt,oder? Wenn auf den ersten Blick alles stimmt und die Pflanzen trotzdemrebellieren, ist es ratsam den pH-Wert zu kontrollieren und gegebenenfalls zukorrigieren. Optimalerweise liegt dieser zwischen sechs und sieben.

Was ist eigentlich der pH-Wert?

 Dazu erst einmal etwas Allgemeines: Das Wasser und die Sonnebilden die Grundlage für das Leben auf unserem Planeten. Die Sonne liefertEnergie für alle Prozesse auf der Welt. Wasser hingegen hat vielfältigeFunktionen und ist an zahlreichen dieser Prozesse beteiligt. Aber Wasser istnicht gleich Wasser – vielmehr ist es ein Stoffgemisch, das in seinerZusammensetzung und seinen Eigenschaften stark variieren kann.

Diese kleine Einführung in die „Chemie der Nährlösung“ sollein wenig das Verständnis für die vielen (unsichtbaren) Vorgänge im Wassererwecken. Es ist an vielen chemischen Reaktionen als Ausgangsstoff oder Produktbeteiligt und viele weitere Reaktionen können erst in wässrigen Lösungenstattfinden. Das sind doch die besten Vorraussetzungen für den „Stoff desLebens“, oder? Ein Wassermolekül besteht aus einem Sauerstoffatom, das sich mitzwei Wasserstoffatomen je ein Elektronenpaar teilt. Weil der Sauerstoff dieElektronen stärker anzieht, ist er stärker negativ geladen, wodurch ein sogenannter Dipol entsteht. Das macht es zu einem optimalen Lösungsmittel fürpolare Stoffe wie z. B. Nährsalze.

Salze bestehen aus Ionen. Das sind positiv (Kationen) undnegativ (Anionen) geladene Atome, die sich gegenseitig anziehen und so ein sehrstabiles Gitter bilden. In Lösungen umgeben Wassermoleküle die Ionen undneutralisieren deren Ladung, sodass sie sich nicht mehr gegenseitig anziehenund sich das Gitter auflöst. Jeder Stoff hat dabei eine bestimmte Löslichkeit,die von seinen chemischen Eigenschaften abhängt. Das heißt es kann immer nureine gewisse Menge im Wasser gelöst werden. Der Rest verbleibt als Bodensatz.

Neben den Lösungsvorgängen spielen auch Säure-Base-Reaktioneneine wichtige Rolle, weil sie den pH-Wert bestimmen. Jetzt kommen wir der Sacheschon näher. Der pH-Wert gibt den negativen dekadischen Logarithmus derWasserstoffionen-Konzentration (c(H⁺) in mol/l) im Wasser an. pH = -lg c(H⁺) andersrum bedeutet das c(H⁺) = 10^-pH.Je kleiner der pH-Wert, desto mehr Wasserstoffionen sind also vorhanden.Normalerweise liegt er zwischen 0 (sauer) und 14 (basisch). WeilWasserstoffionen einzelne Protonen sind, können sie im Wasser nicht soexistieren und reagieren damit zu Hydronium-Ionen H₃O⁺.Analog gibt es den pOH-Wert für Hydroxid-Ionen OH^–. Die Einheit„mol“ bezeichnet eine festgelegte Anzahl von Objekten, hier Teilchen. Ein molentspricht 6 * 10²³ Teilchen. Man könnte auch ein mol Menschen oder Autosangeben.

 
Und was hat das mit Salzen zu tun?

Nun, durch die so genannte Autoprotolyse reagiert das Wasserständig mit sich selbst zu Ionen und wieder zurück: 2 H₂O <=>2 H₃O⁺ + 2 OH^–. Im Normalfall sind je 10^-7mol/l der Ionen vorhanden, was einen pH-Wert von 7 (neutral) bedeutet. Senktman den pH-Wert um eins, steigt die Wasserstoffionen-Konzentration auf dasZehnfache, bei zwei auf das Hundertfache. Wie bei der Richter-Skala fürErdbeben. Weil pH + pOH immer 14 ergibt, führt die Erhöhung eines Wertes zurSenkung des anderen.

Die Ionen der Nährsalze können mit diesen Ionen reagieren.Wird man zu basisch (pH 7 bis 14), sind vermehrt Hydroxid-Ionen vorhanden, diemit vielen Kationen (z. B. Eisen-, Mangan-, Aluminium- und Zink-Ionen)als schwerlösliche Hydroxide (z. B. Zinkhydroxid Zn(OH)₂) ausfallen.Dann entstehen meist weiße Niederschläge, Salze. Wird der pH-Wert noch weitererhöht, binden einige Kationen noch mehr Hydroxid-Ionen und gehen alsHydroxo-Komplexe (z. B. Hydroxoaluminat [Al(OH)₄]^–)wieder in die Lösung. Allerdings sind die Ionen darin so gebunden, dass sie vonder Pflanze nicht genutzt werden können. Daneben entstehen noch weitere Salzekomplexer Zusammensetzung, die sich mit den Hydroxiden ablagern und sogar dieWurzeln angreifen.

Eisen zum Beispiel fällt schon im Neutralen als braunerSchlamm aus. Deswegen sind käufliche Wässer in der Regel „enteisent“, um diesenunappetitlichen Effekt zu vermeiden. Bei Brunnenwasser hingegen kann man ihnnoch beobachten, wenn man es einige Zeit stehen lässt.

Den pH-Wert für eine optimale Nährstoffaufnahme zwischen 6und 7 zu halten, bedeutet also leicht sauer halten, damit nicht zu vieleHydroxid-Ionen herumschwirren, die Nährsalz-Ionen an sich binden können. Dazubenötigt man eine Säure, welche an das Wasser Wasserstoffionen abgibt und sieneutralisiert. Nebenbei werden auch die Hydroxidsalze wieder aufgelöst.Allerdings sollte der Boden selbst nicht zu sauer werden, weil dann die Wurzelnebenfalls Schaden nehmen.

Zum Senken des pH-Wertes eignen sich alle Arten von Säuren. SpeziellepH-Korrektoren aus dem Grow-Shop sind genauso gut wie Zitronensäure oderVitamin C. Muss der pH-Wert dagegen erhöht werden, eignen sich Kalk oderBullrichsalz genauso wie Basen aus dem Grow Shop.