chimica-online.it

pH

pH e pOH: teoria e spiegazione

Vuoi sapere che cosa sono il pH e il pOH?

Vuoi sapere quando il pH si definisce acido, neutro o basico?

Se si continua con la lettura dell'articolo.

In questa sezione infatti ci occuperemo di pH e pOH. Ma non solo .... vedremo come pH e pOH sono definiti, quale relazione matematica esiste tra pH e pOH, quando il pH si definisce acido, neutro o basico e quali valori assume la scala del pH.

Trattando soluzioni acquose, le concentrazioni degli ioni H+ e degli ioni OH- in essa presenti sono espresse da valori molto piccoli; da un punto di vista pratico è quindi conveniente utilizzare un operatore matematico che permetta di operare con numeri più semplici.

Tale operatore è il pH (si legga pi-acca).

In altre parole l'operatore pH serve a trasformare un valore molto piccolo (quello della concentrazione degli ioni H+ in soluzione acquosa) in un numero più semplice.

Stessa cosa vale per il pOH che invece trasforma in un numero più semplici la concentrazione degli ioni OH- presenti nella soluzione acquosa.

Definizione di pH

Si definisce pH il logaritmo decimale negativo della concentrazione degli ioni H+:

pH

In altre parole, per determinare il pH di una soluzione bisogna cambiare di segno (da qui il segno - presente nell'operazione) il valore del logaritmo (in base 10) della concentrazione degli ioni H+ presenti nella soluzione acquosa.

Per rendere più chiare le idee svolgiamo il seguente esercizio: si determini il pH di una soluzione la cui concentrazione [H+] è pari a 10-5 mol/L.

Svolgimento dell'esercizio

Come detto in precedenza il pH viene calcolato con la seguente formula:

pH = - log [H+]

Sostituendo il dato in nostro possesso si ha che:

pH = - log 10-5 = 5

Pertanto il pH della soluzione è 5.

Definizione di pOH

In modo del tutto analogo si può definire il pOH:

si definisce pOH il logaritmo decimale negativo della concentrazione degli ioni OH-:

pOH

In altre parole, per determinare il pOH di una soluzione bisogna cambiare di segno (da qui il segno - presente nell'operazione) il valore del logaritmo della concentrazione degli ioni OH- presenti nella soluzione acquosa.

A 25°C essendo:

prodotto ionico della acqua

(al riguardo si veda: prodotto ionico dell'acqua):

in base alle proprietà dei logaritmi, si ha:

pH pOH

Pertanto la somma tra pH e pOH vale sempre 14.

Scala del pH

La scala del pH è compresa tra 0 e 14. In base al valore del pH una soluzione può essere:

Basica

Se il pH è maggiore di 7 (pH basico).

In questo caso:

[H+] < 10-7 mol/L

e

[OH-] > 10-7 mol/L

Neutra

Se il pH è uguale a 7 (pH neutro).

In questo caso:

[H+] = [OH-] = 10-7 mol/L

Acida

Se il pH è minore di 7 (pH acido).

In questo caso:

[H+] > 10-7 mol/L

e

[OH-] < 10-7 mol/L

Ma in tutti i casi valgono (a 25°C) le seguenti relazioni:

prodotto ionico della acqua

e

pH pOH

scala pH

Riassumendo:

ph

In realtà il pH può assumere anche valori superiori a 14 o negativi. Si tratta comunque di casi molto rari nei quali le concentrazioni degli ioni H+ sono eccezionalmente basse o elevate.

Il pH può essere rilevato anche con l'opportuno uso di biosensori.

Riassumendo,

il pH:

è il logaritmo decimale negativo della concentrazione degli ioni H+;

si calcola con la seguente formula: pH = - log [H+]

il pOH:

è il logaritmo decimale negativo della concentrazione degli ioni OH-;

si calcola con la seguente formula: pOH = - log [OH-]

Inoltre vale la seguente relazione:

pH + pOH = 14

Esercizio di approfondimento:

Una soluzione acquosa presenta [H+] = 10-9 mol/L.

Si determini:

il pH, il pOH e [OH-].

Svolgimento dell'esercizio

1) Calcoliamo il pH:

pH = - log [H+] = pH = - log 10-9 = 9

2) Calcoliamo il pOH:

pH + pOH = 14

Da cui:

pOH = 14 - pH = 14 - 9 = 5

3) determiniamo [OH-].

Ricordando che:

[H+] · [OH-] = 10-14

si ha che:

[OH-] = 10-14 / [H+]

da cui:

[OH-] = 10-14 / 10-9 = 10-5 mol/L

Ti lasciamo infine alcuni link che ti potrebbero interessare:

Esercizi svolti e commentati sul pH

Quiz con soluzione sul pH

Come è possibile misurare il pH?

Quanto vale il pH dell'acqua?

Quanto vale il pH del latte?

Quanto è il pH dello stomaco?

Studia con noi