Quando si parla di pH, ci riferiamo al potenziale idrogenonico di una soluzione, cioè alla quantità di cationi idronio (H+ o H3oh+) che sono dispersi nel solvente di una soluzione.
I cationi idronio sono ben noti a causa della definizione proposta dallo scienziato Arhenius per un acido Questo scienziato sostiene che acido è ogni sostanza capace di ionizzare e producono ioni idronio in un mezzo acquoso.
Equazione di ionizzazione acida
la sigla pH serve come riferimento per determinare il livello di acidità di un mezzo. Ma per molto tempo anche i chimici hanno usato il pH come riferimento per determinare, oltre all'acidità, se un mezzo è basico o neutro.
Questo è possibile perché i chimici sono ormai consapevoli che l'acqua si autoionizza, cioè produce idronio (H+) e idrossidi (OH-). Quindi, una soluzione acquosa non ha mai solo idronio o idrossido, ma entrambi, come possiamo vedere dalla seguente equazione:
Equazione di autoionizzazione dell'acqua
Valori usati come riferimento per il pH
I valori utilizzati per il
pH fare riferimento alla costante di ionizzazione (Kw) dell'acqua ad una temperatura di 25ohC, che è uguale a 10-14. A questa temperatura, le concentrazioni di ioni idronio e idrossido prodotti dall'acqua sono assolutamente uguali, cioè 10-7 mol/l.[H+]=[OH-]= 10-7
Da questo riferimento, i valori utilizzati per il pH vanno da 0 a 14.
Formule per il calcolo del pH
a) Calcolo dalla concentrazione in mol/L di cationi idronio
Il calcolo del valore del pH può essere effettuato direttamente, purché si conosca la concentrazione di idroni ([H+]). Guarda:
pH = -log[H+]
o
10-pH = [H+]
b) Calcolo dalla concentrazione di anioni idrossido (OH-)
pOH = -log[OH-]
o
10-pOH = [OH-]
Dopo aver calcolato il valore di pOH, è necessario utilizzarlo nell'espressione seguente per determinare il valore di pH.
pH + pOH = 14
Interpretazione dei valori di pH
Conoscendo il valore del pH, possiamo determinare se la soluzione in questione ha un carattere acido, basico o neutro. Per questo, usa semplicemente la seguente relazione schematica:
Per valori di pH inferiori a 7 = mezzo acido;
Per pH con valore pari a 7 = mezzo neutro;
Per valori di pH superiori a 7 = mezzo basico.
Esempi
1° Esempio: Sapendo che la concentrazione di cationi idronio in una soluzione è 2.10-4 mol/L, quale dovrebbe essere il valore del pH di questa soluzione?
Per determinare il valore di pH della soluzione dalla concentrazione di idroni (H+), 2.10-4 mol/L, dobbiamo usare la seguente espressione:
pH = -log[H+]
pH = -log[2.10-4 ]
pH = –(log 2 + log 10-4)
pH = -log2 - log10-4
pH = –log 2 – 4.log 10
pH = –0.3 + 4.(1)
pH = -0.3 + 4
pH = 3,7
2° Esempio: Una soluzione formata da un certo soluto ha una concentrazione di ioni idrossido pari a 10-11 mol/l. Da questa concentrazione possiamo dire che quanto vale il pH di questa soluzione?
Per determinare il valore del pH della soluzione dalla concentrazione di idrossido, 10-11 mol/L, dobbiamo fare quanto segue:
1oh Passo: calcolare il valore di pOH.
10-pOH = [OH-]
10-pOH = 10-11
Dobbiamo moltiplicare l'espressione per -1 perché pOH è sempre un'incognita positiva.
-pOH = -11.(-1)
pOH = 11
2oh Passo: calcolare il valore del pH.
pH + pOH = 14
pH + 11 = 14
pH = 14 - 11
pH = 3
Di Me. Diogo Lopes Dias
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-ph.htm