Il pH è una misura di idrogeno ione concentrazione, una misura del acidità o alcalinità di un soluzione. La scala del pH varia generalmente da 0 a 14. Soluzione acquosa a 25 ° C con un pH inferiore a 7 sono acido, mentre quelli con un pH maggiore di 7 sono di base o alcalino. Un livello di pH di 7,0 a 25 ° C è definito come "neutro" perché il concentrazione di H.3O+ è uguale alla concentrazione di OH− in acqua pura. Potrebbero avere acidi molto forti un pH negativo, mentre basi molto forti potrebbero avere un pH maggiore di 14.
equazione del pH
L'equazione per calcolo del pH fu proposto nel 1909 dal biochimico danese Søren Peter Lauritz Sørensen:
pH = -log [H+]
dove log è il logaritmo in base 10 e [H+] indica la concentrazione di ioni idrogeno in unità di moli per litro di soluzione. Il termine "pH" deriva dalla parola tedesca "potenz", che significa "potenza", combinata con H, l'elemento simbolo dell'idrogeno, quindi pH è un'abbreviazione per "potenza dell'idrogeno".
Esempi di valori di pH di sostanze chimiche comuni
Lavoriamo ogni giorno con molti acidi (basso pH) e basi (alto pH). Esempi di valori di pH di prodotti chimici di laboratorio e prodotti per la casa includono:
0: acido cloridrico
2.0: succo di limone
2.2: aceto
4.0: vino
7.0: acqua pura (neutra)
7.4: sangue umano
13.0: liscivia
14.0: idrossido di sodio
Non tutti i liquidi hanno un valore pH
Il pH ha significato solo in una soluzione acquosa (in acqua). Molte sostanze chimiche, compresi i liquidi, non hanno valori di pH. Se non c'è acqua, non c'è pH. Ad esempio, non esiste un valore pH per olio vegetale, benzina o alcool puro.
IUPAC Definizione di pH
L'Unione internazionale di chimica pura e applicata (IUPAC) ha una scala di pH leggermente diversa che si basa su misurazioni elettrochimiche di una soluzione tampone standard. In sostanza, la definizione usa l'equazione:
pH = -log aH +
dove unH + indica l'attività dell'idrogeno, che è la concentrazione effettiva di ioni idrogeno in una soluzione. Questo potrebbe essere leggermente diverso dalla vera concentrazione. La scala del pH IUPAC include anche fattori termodinamici, che possono influenzare il pH.
Per la maggior parte delle situazioni, la definizione standard di pH è sufficiente.
Come viene misurato il pH
È possibile effettuare misurazioni di pH approssimative utilizzando cartina tornasole o un altro tipo di carta pH noto per cambiare i colori attorno a un determinato valore pH. La maggior parte degli indicatori e delle carte pH sono utili solo per stabilire se una sostanza è un acido o una base o per identificare il pH in un intervallo ristretto. Un indicatore universale è una miscela di soluzioni di indicatore destinate a fornire una variazione di colore in un intervallo di pH compreso tra 2 e 10.
Misurazioni più accurate vengono eseguite utilizzando gli standard primari per calibrare un elettrodo di vetro e un pHmetro. L'elettrodo funziona misurando la differenza di potenziale tra un elettrodo a idrogeno e un elettrodo standard. Un esempio di elettrodo standard è il cloruro d'argento.
Usi di pH
Il pH è usato nella vita di tutti i giorni così come nella scienza e nell'industria. È usato in cucina (ad es., Reagendo con un lievito in polvere e un acido per far lievitare i prodotti da forno), per progettare cocktail, in detergenti e nella conservazione degli alimenti. È importante per la manutenzione della piscina e la depurazione delle acque, l'agricoltura, la medicina, la chimica, l'ingegneria, l'oceanografia, la biologia e altre scienze.