pH é o símbolo para a grandeza físico-química 'potencial hidrogeniônico'.
Essa grandeza é um índice que indica o grau de acidez, neutralidade ou alcalinidade de uma substância líquida.
O conceito foi introduzido por S. P. L. Sørensen em 1909. O "p" vem do alemão potenz, que significa poder de concentração, e o "H" é para o ião de hidrogênio (H+).
Para determinar o pH é usada a seguinte fórmula
em [H3O+] refere-se a concentração do ião H3O+ (expressa em mol/dm3)
Uma substância líquida é neutra quando o seu valor de pH é igual a 7 e a concentração de iões é 10-7 mol/dm3. Quando o pH é <7>7.
1,0_______________ 7,0_______________14,0
[- acidez------------- neutro -------------basicidade-]
Como se mede o nível de pH de uma substância liquida???
Como já foi dito para medir o pH é necessário determinar a concentração do ião H3O+, para isso existem vários métodos, como:
Adição de um indicador de pH
Neste método é usado um indicador de pH que são substâncias orgânicas que possuem a propriedade de mudar de coloração com a variação do pH do meio. A mudança de coloração se processa de maneira gradual entre valores definidos da escala de pH.
Os indicadores de pH, são frequentemente, ácidos ou bases fracas. Quando adicionados a uma solução, os indicadores de pH ligam-se aos íons H+ ou OH-. A ligação a estes iões provoca uma alteração da configuração electrónica dos indicadores, e consequentemente, altera-lhes a cor.
A fenolftaleína é um bom exemplo de indicador; quando adicionamos fenolftaleína numa substância, ela ficará vermelha se se tratar de uma base, qualquer que seja a base, porém, se a substância pertencer a outra função, a fenolftaleína ficará incolor.
Além de indicadores para bases, existem indicadores para ácidos e bases, como o azul de timol.
Dada a subjectividade em determinar a mudança de cor, os indicadores de pH não são aconselháveis para determinações precisas de pH.
Os indicadores de pH são frequentemente usados em titulações. Uma titulação é um processo empregado em química para determinar a quantidade de substância de uma solução, à qual, titulado. Para isso utiliza-se uma solução de concentração bem definida, à qual se dá o nome de titulante. O ponto de equivalência em qualquer titulação é o ponto onde a quantidade de solução titulante adicionada é quimicamente igual a quantidade de substância a ser titulada. Na prática, nós determinamos esse ponto com um indicador. A análise será tanto mais precisa quanto mais próximo o ponto de viragem de coloração for do ponto de equivalência.
Nota: Também existem tiras de papel que possuiem substâncias indicadoras de pH que se utilizam para se fazerem determinações rápidas do pH.
pHmetro - Princípio de Funcionamento
Este é o método mais avançado e preciso para determinação do pH é fundamentado na medição da força electromotriz (f.e.m.) de uma célula electroquímica que contém uma solução de pH desconhecido como electrólito, e dois eléctrodos. Os eléctrodos são conectados aos terminais de um voltímetro electrónico, a maioria das vezes denominado, simplesmente por medidor de pH. Quando convenientemente calibrado com uma solução-tampão de pH conhecido, pode-se ler directamente na escala do aparelho o pH da solução de teste.
A f.e.m. de uma célula electroquímica pode ser definida como o valor absoluto da diferença de potenciais de eléctrodo entre os dois eléctrodos. Os dois eléctrodos utilizados na construção da célula electroquímica tem funções diferentes na medição e devem ser escolhidos cuidadosamente. Um dos eléctrodos, denominado eléctrodo indicador, adquire um potencial que depende do pH da solução. Na prática, o eléctrodo de vidro é utilizado como eléctrodo indicador. O segundo eléctrodos, por sua vez, deve ter um potencial constante independente do pH da solução, com o qual, portanto, o potencial do eléctrodo indicador pode ser comparado em várias soluções; daí este segundo eléctrodo ser denominado eléctrodo de referência. Na medição do pH, o eletrodo de calomelano (saturado) é utilizado como eléctrodo indicador.
A medição da f.e.m. de uma célula pode ser expressa por:
f.e.m. = |Evd- Ecal|
Ecalé o potencial do eléctrodo de calomelano, o qual é constante.
O potencial do eléctrodo de calomelano saturado é + 0,246V a 25ºC (medido contra um eléctrodo padrão de hidrogénio). Evd, o potencial do eléctrodo de vidro, por sua vez, depende do pH da solução. Para a região de pH 2-11 (onde a precisão da determinação é muito importante), a dependência do pH do potencial do eléctrodo de vidro pode ser expressa por:
Evd = E0vd- 0,059 pH
onde E0vd é o potencial padrão do eléctrodo de vidro. Esse valor varia para cada exemplar de instrumento, e também depende do estado de conservação e do pré-tratamento do eléctrodo. Dentro de um conjunto de medições, isso pode ser considerado constante. Se empregarmos o processo habitual de calibração, não será necessário medir o potencial padrão e deduzir o potencial do eléctrodo de calomelano, visto que o pH pode ser lido directamente no medidor de pH.
