pH

simbolo comunemente usato in chimica e in biologia quale indice per esprimere il grado di acidità o di basicità delle soluzioni. Si definisce come il logaritmo dell'inverso della concentrazione degli ioni idrogeno, espressa in grammoioni per litro, della soluzione considerata, ossia pH= – log [H⁺], dove [H⁺] rappresenta appunto tale concentrazione. L'acqua pura è dissociata in minima misura in ioni H⁺ e OH^- secondo l'equazione: H₂O ⇄ H⁺+OH^-. Atemperatura ambiente la concentrazione di ioni H⁺ che si genera da tale dissociazione è di 10^-7 grammoioni per litro, e pertanto [H⁺]=10^-7, ossia pH=7. L'acqua pura si considera perfettamente neutra perché ogni molecola di essa che si dissocia secondo l'equazione precedente genera, accanto a uno ione H⁺, caratteristico dell'acidità, uno ione OH^-, caratteristico della basicità. Le concentrazioni dei due ioni sono legate l'una all'altra dalla legge di azione di massa: questa, essendo praticamente costante la concentrazione delle molecole H₂O non dissociate data la modesta entità della dissociazione, può esprimersi nella forma: [H⁺]∤[OH^-]=K_w, dove la costante K_w, che vale 10^-14 a 25 ºC in acqua pura, prende il nome di prodotto ionico dell'acqua. Se nell'acqua si introduce un acido, il quale apporta una certa quantità di ioni H⁺, la concentrazione di questo ione aumenta: per esempio passando dal valore di 10^-7 a quello di 10^-5 grammoioni per litro, il pH si abbassa da 7 a 5, mentre, affinché K_w resti costante, diminuisce corrispondentemente la concentrazione dello ione OH^-. Se invece nell'acqua pura si discioglie una base, questa apporta una certa quantità di ioni OH^-, i quali per la stessa ragione si combinano con una parte degli ioni H⁺ dell'acqua a dare molecole H₂O indissociate, provocando così la diminuzione della concentrazione di tali ioni: per esempio passando dal valore di 10^-7 a quello di 10^-9 grammoioni per litro, il pH sale dal valore di 7 a quello di 9. Il pH 7 corrisponde quindi alla neutralità; le soluzioni acide presentano un pH inferiore a 7, tanto più basso quanto più la soluzione è acida; le soluzioni alcaline presentano un pH superiore a 7, tanto più alto quanto più la soluzione è alcalina. Essendo la scala pH una scala logaritmica, la variazione di un grado pH corrisponde a un aumento o a una diminuzione di dieci volte della concentrazione degli ioni H⁺, ossia per esempio una soluzione a pH 6 ha un'acidità decupla di un'altra a pH 7. La scala pH è stata inizialmente introdotta perché nella misura dell'acidità delle soluzioni con il metodo potenziometrico, che è quello generalmente adottato nelle misure di precisione, si calcola la concentrazione in ioni idrogeno appunto sotto forma di gradi pH; il suo uso si è poi generalizzato perché risulta più pratico rispetto a quello di esprimere l'acidità sotto forma di concentrazione dello ione H⁺ in grammoioni per litro.