Come calcolare il PH di una soluzione chimica

tramite: O2O
Difficoltà: difficile
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Introduzione

Ogni soluzione acquosa presenta una sua acidità o basicità. Il calcolo del pH serve appunto a definire se una soluzione è acida o basica. Questa scala fu introdotta nel 1909 da Sorensen, un chimico danese. Potete osservare che su tutte le tipologie di sapone o bagnoschiuma, viene indicato il pH presente. Questo perché è importante conoscere l'acidità di un prodotto che viene in contatto con la pelle. Per calcolare il pH in modo facile e veloce, vengono in genere utilizzate le cosiddette cartine al tornasole, che cambiano colore a seconda della tipologia di pH presente nella soluzione. Il calcolo del pH non è semplicissimo e richiede la conoscenza delle basi di chimica generale. Questa guida si propone appunto di spiegarvi come calcolare il pH di una soluzione chimica.

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Conoscere la scala del pH

Nell'acqua troviamo un effettivo range di pH che varia dai 0 ai 14, anche se in soluzioni contenenti alte concentrazioni di acidi o basi forti questo intervallo è superato leggermente. Per calcolare il pH di una soluzione è sempre necessario conoscere quella che è la concentrazione degli ioni H+, perché pH= -Log[H+]. Viceversa, conoscendo il PH di una soluzione si può facilmente ricavare la concentrazione [H+].

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Utilizzare una soluzione acido più base

Supponiamo, innanzitutto, di avere una soluzione ottenuta mescolando un acido forte con una base forte. Ricordiamo che in una soluzione acquosa la reazione Acido+Base = Sale+Acqua.
Se gli equivalenti di acido sono uguali agli equivalenti di base si avrà pH=7, infatti [H+]=OH-]=H2O] che ha pH=7. Se, invece, gli equivalenti di H+ > di equiv. OH- --> pH= -Log (equiv. A - equiv. B). Oppure, si può avere che: Eq. [H+] pH=14-Log (Eq. B - Eq. A). Bisogna tenere conto del fatto che per equivalenti si intende Eq.= numero di moli * ioni H+ oppure OH- dissociati.

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Provare con una soluzione acido debole più base forte

Prendiamo ora in considerazione una soluzione formata da un acido debole ed una base forte.
Abbiamo, in particolare, 3 casi. Nel primo, la concentrazione della base (Cb) è maggiore della concentrazione acido (Ca) --> pH=14-Log (Cb), nel secondo caso si ha che: Ca>Cb e, in questa circostanza, la soluzione è definita "tampone" e pH=pKa+Log (Cb/Ca) (la Cb corrisponde anche alla concentrazione del sale che si viene a formare. Ca=Moli (a)-Moli (b) dove le Moli (a) sono le moli iniziali). Infine, nel terzo caso si ha che: Ca=Cb, ovvero il pH è dato dall'idrolisi del sale che si forma. PH=7+1/2(pKa+Log(Cb)) (anche in questo caso Cb corrisponde alla concentrazione del sale). Questa è la soluzione che porta alla formazione di una soluzione tampone.

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