Cos'è il pH e cosa misura?

Il pH è una misura logaritmica della concentrazione di ioni idrogeno di una soluzione acquosa pH = -log [H⁺] dove log è il logaritmo di base 10 e [H⁺] è la concentrazione di ioni idrogeno in moli per litro

Il pH descrive quanto sia acida o basica una soluzione acquosa, dove un pH inferiore a 7 è acido e un pH maggiore di 7 è basico. Il pH di 7 è considerato neutro (ad es. acqua pura). In genere, i valori di pH vanno da 0 a 14, sebbene gli acidi molto forti possano avere un pH negativo, mentre le basi molto forti possono avere un pH superiore a 14.

Il termine "pH" è stato descritto per la prima volta dal biochimico danese Søren Peter Lauritz Sørensen nel 1909. pH è un'abbreviazione di "potere dell'idrogeno" dove "p" è l'abbreviazione della parola tedesca per potere, potenz e H è l'elemento simbolo dell'idrogeno.

Perché le misurazioni del pH sono importanti

Le reazioni chimiche nell'acqua sono influenzate dall'acidità o dall'alcalinità della soluzione. Questo è importante non solo nel laboratorio di chimica, ma nell'industria, in cucina e in medicina. Il pH è attentamente regolato nelle cellule e nel sangue umani. L'intervallo di pH normale per il sangue è compreso tra 7,35 e 7,45. La variazione anche di un decimo di un'unità pH può essere fatale. Il pH del suolo è importante per la germinazione e la crescita delle colture. Le piogge acide causate da inquinanti naturali e artificiali modificano l'acidità del suolo e dell'acqua, influenzando notevolmente gli organismi viventi e altri processi. In cucina, le variazioni di pH sono utilizzate in cottura e produzione di birra. Poiché molte reazioni nella vita quotidiana sono influenzate dal pH, è utile sapere come calcolarlo e misurarlo.

Come viene misurato il pH

Esistono diversi metodi per misurare il pH.

• Il metodo più comune è un pHmetro, che coinvolge un elettrodo sensibile al pH (solitamente in vetro) e un elettrodo di riferimento.
• Gli indicatori acido-base cambiano colore in risposta a diversi valori di pH. La cartina al tornasole e la carta pH vengono utilizzate per misurazioni rapide e relativamente imprecise. Queste sono strisce di carta che sono state trattate con un indicatore.
• Un colorimetro può essere usato per misurare il pH di un campione. Una fiala viene riempita con un campione e viene aggiunto un reagente per produrre un cambiamento di colore dipendente dal pH. Il colore viene confrontato con un grafico o uno standard per determinare il valore del pH.

Problemi di misurazione del pH estremo

Soluzioni estremamente acide e di base possono essere riscontrate in situazioni di laboratorio. L'estrazione mineraria è un altro esempio di una situazione che può produrre soluzioni acquose insolitamente acide. Tecniche speciali devono essere utilizzate per misurare valori di pH estremi inferiori a 2,5 e superiori a circa 10,5 perché la legge di Nernst non è precisa in queste condizioni quando si utilizzano elettrodi di vetro. La variazione della forza ionica influisce sui potenziali degli elettrodi. È possibile utilizzare elettrodi speciali, altrimenti è importante ricordare che le misurazioni del pH non saranno accurate come quelle prese in soluzioni ordinarie.