Nella vita quotidiana non è raro sentire parlare di pH. Il pH della pelle, quello della piscina, quello delle urine e di alcuni alimenti. Ma cos’è il pH? Potremmo dire che è l’unità di misura dell’acidità o della basicità (che è l’opposto dell’acidità) nell’acqua.
La scala dei pH
La scala dei valori numerici del pH va da 0 a 14. L’acqua distillata che è neutra, cioè non è né acida né basica, ha pH = 7.
I valori di pH inferiori a 7, fino a 0, indicano che una soluzione è acida, o molto acida. Più una sostanza è acida, più basso sarà il suo pH.
Esempi di acidi deboli sono l’acido citrico contenuto nel limone e l’acido acetico, contenuto nell’aceto, mentre l’acido cloridrico, anche noto come acido muriatico, e altri acidi come solforico (il vetriolo) e fosforico, che sono contenuti anche in alcuni prodotti casalinghi disgorganti o disincrostanti, sono acidi molto forti.
Esempi di sostanze basiche invece, che possono essere altrettanto corrosive, sono il bicarbonato, l’ammoniaca e la soda. Il pH delle sostanze basiche è superiore a 7, e tanto più è basico tanto più è elevato, fino ad arrivare a 14.
Il pH e la matematica
Dal punto di vista matematico il pH è il logaritmo decimale dell’inverso della concentrazione degli ioni H+, cioè del risultato di 1 diviso per la concentrazione degli ioni H+ (misurata in moli per litro). Questi ioni sono la specie chimica che conferisce acidità ad una soluzione acquosa e più ce ne sono, più la soluzione è acida.
Meno ce ne sono più la soluzione è basica.
Ciò vuol dire che se il pH è 1 (molto acido) la concentrazione degli ioni H+ sarà 0,1 moli per litro, che si può scrivere come 10-1, e siccome 1/ 10 -1 vale 10, il logaritmo base 10 di 10 sarà uguale ad 1.
A ph 7 la concentrazione degli ioni H+ sarà 10-7moli per litro, e a pH 14, un pH estremamente basico, sarà 10-14 moli per litro, che è un numero molto piccolo: 0,00000000000001.
Le moli, per chi non le conoscesse, sono una unità di misura della quantità di una specie chimica di cui magari parleremo in un’altra occasione.
Gli indicatori di pH
Come si misura il pH? Il modo più facile è usare uno strumento che si chiama piaccametro, che immerso nella soluzione ci fornisce un numero fra 0 e 14.
Un metodo più approssimativo ma meno costoso è utilizzare degli indicatori di pH, cioè delle sostanze che cambiano colore in funzione del pH, utilizzando una scala cromatica.
La cartina tornasole che era contenuta nel “Piccolo Chimico” diventava rossa se il pH era acido e blu se era basico; il tornasole è un colorante di origine vegetale ottenuto dai licheni. Esistono delle cartine con 14 sfumature di colore che vanno dal rosso (acido) passando per l’arancione al giallo (neutro) e poi attraverso il verde al blu (basico) che immerse nella soluzione da misurare ci danno una indicazione abbastanza attendibile.Alcuni alimenti contengono indicatori di pH naturali, ad esempio l’acido tannico contenuto nel tè fa schiarire la bevanda quando aggiungiamo il limone.
Un esperimento del cavolo
Un piccolo esperimento che vi farà guadagnare l’ammirazione dei bambini si può fare in cucina con il cavolo rosso, mezzo limone e un po’ di bicarbonato.
Il cavolo rosso o verza contiene un pigmento costituito da molecole dette antocianine. Tagliate alcuni pezzetti di cavolo rosso e metteteli in acqua calda per qualche minuto: l’acqua assumerà presto un colore viola scuro. Travasate un po’ dell’acqua colorata in un bicchiere trasparente. Se aggiungete nel bicchiere qualche goccia di limone, presto il colore si trasformerà in un rosa fucsia. Se aggiungete un cucchiaino da caffè di bicarbonato l’acqua diventerà di un bell’azzurro intenso. Aggiungendo di nuovo il limone potremo ritornare al viola e al fucsia.
Le antocianine infatti sono degli ottimi indicatori di pH. Buon divertimento!
*Biochimico, direttrice del Laboratorio Rischio Agenti Chimici dell’INAIL
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