Acqua e pH

L’acqua, essendo una sostanza polare  (*) forma soluzioni con altre sostanze dette idrofile. In base al principio del “simile scioglie il simile”, nell’acqua si sciolgono facilmente sia i composti ionici, come il cloruro di sodio (NaCl, il comune sale da cucina), sia le molecole polari come il saccarosio (carboidrato, disaccaride formato da glucosio e fruttosio, lo zucchero che generalmente usiamo). Bisogna ricordare che nelle soluzioni, il solvente è la sostanza in quantità maggiore, il (oppure i ) soluto quella in quantità minore; nelle soluzioni acquose, l’acqua è il solvente, lo zucchero o il sale, ma anche l’alcol o l’aceto o il succo di limone, il soluto.

Molte sostanze in acqua vengono scisse e producono ioni: in chimica la scissione di una sostanza in ioni si chiama dissociazione ionica. Anche le molecole di H₂O , quando si dissociano, possono formare ioni: H⁺  ione idrogeno  e OH^– ione ossidrile.

In genere, solo poche molecole di acqua sono nello stato dissociato; la maggior parte è in forma indissociata H₂O. Quando si dissocia, l’acqua pura rilascia un uguale numero di H⁺ e OH^– che, quindi, hanno le stesse concentrazioni.

Gli ACIDI sono sostanze che in acqua rilasciano  H⁺ (definizione di Arrhenius), esempio l’aceto, il succo di limone, l’acido cloridrico, che abbiamo nello stomaco (HCl); le BASI rilasciano OH^– (definizione di Arrhenius); si comportano come basi la soda caustica (NaOH), l’ammoniaca, la magnesia Mg(OH)₂

Per misurare l’acidità di una soluzione, si utilizza la scala del pH che misura le concentrazioni degli ioni H⁺. Questa scala ci fornisce indicazioni sull’acidità o basicità di una soluzione.

E’ una scala logaritmica in base 10 (per questo p si indica sempre con la lettera minuscola perché corrisponde a logaritmo in base 10, log), cioè ad ogni unità di pH corrisponde un aumento di concentrazione di ioni H⁺ di 10 volte. Esempio: in una soluzione con pH 5, gli H⁺ sono 10 volte più concentrati di una soluzione a pH 6.

Quando il pH è 7 , la soluzione è neutra perché H⁺ e OH^– hanno la stessa concentrazione (10^-7 M, mol/l, moli di soluto in 1 litro di soluzione) (**)

Quando il pH è minore di 7, la soluzione è acida perché la concentrazione di H⁺ è maggiore di quella degli OH^–.

Quando il pH è maggiore di 7, la soluzione è basica: la concentrazione di H⁺ è minore di quella degli OH^–.

 

(*)  (v. differenza di elettronegatività tra ossigeno e idrogeno, legame covalente polare, formazione del dipolo)

(**)  (la concentrazione molare, cioè in mol/l, si indica con la parentesi quadra; esempio [H⁺] equivale a: concentrazione molare di H⁺; in questo caso [H⁺] = 10^-7  M equivale a dire che la concentrazione degli ioni idrogeno è 10^-7  moli in un litro di soluzione).

La mole è l’unità di misura della quantità di sostanza e si ottiene dividendo i grammi della sostanza per la massa molare.