Di Robert Boumis – Aggiornato il 30 agosto 2022
La scala del pH quantifica quanto è acida o basica una sostanza, un concetto fondamentale in chimica, biologia, geologia e in molte scienze applicate. La padronanza del pH consente agli scienziati di comunicare con precisione le proprietà critiche dei materiali.
Il pH, scritto sempre in minuscolo, misura la concentrazione di ioni idrogeno (H⁺) in una soluzione. La scala va da 0 a 14, dove 7 rappresenta l'acqua pura e neutra. Valori inferiori a 7 indicano un aumento dell'acidità, mentre valori superiori a 7 indicano un aumento dell'alcalinità. Le soluzioni estremamente acide o basiche possono essere corrosive.
La scala è logaritmica, il che significa che ogni variazione unitaria corrisponde a una differenza di dieci volte nella concentrazione di ioni idrogeno. Ad esempio, una soluzione con pH 4 contiene dieci volte più H⁺ di una soluzione con pH 5.
Matematicamente, il pH è definito come il logaritmo negativo in base 10 della concentrazione di ioni idrogeno (espresso in moli per litro o molarità):
pH =–log₁₀[H⁺]
Questa conversione semplifica la rappresentazione dei livelli di ioni idrogeno, rendendo più semplice il confronto delle soluzioni.
Supponiamo di avere 1 litro di una soluzione contenente 0,02 g di idrogeno. Poiché una mole di idrogeno equivale a circa 1 g, la molarità è 0,02 molL⁻¹ (o 2×10⁻²M). Prendendo il logaritmo negativo si ottiene:
pH =–log₁₀(2×10⁻²) ≈ 1,7 (arrotondato a 2 per semplicità). Pertanto, la soluzione è fortemente acida.
pOH, il logaritmo negativo della concentrazione degli ioni idrossido, fornisce una via indiretta al pH:
pOH =–log₁₀[OH⁻]
Poiché [H⁺][OH⁻] =1×10⁻¹⁴ a 25°C, pH e pOH sono correlati da:
pH + pOH =14 → pH =14 – pOH
Ad esempio, un pOH pari a 12 produce un pH pari a 2. Il calcolo inverso utilizza 14 – pH =pOH.
