Mnoho lidí si uvědomuje, že pH má něco společného s kyselinami nebo zásadami a že je důležité například pro kvalitu vody, výrobu potravin, vodní život a rostliny, ale málokdo skutečně chápe, co znamená.

Jednoduše řečeno, hodnota pH udává, jak kyselá nebo zásaditá je voda. Hodnota pH 7 znamená neutrální roztok, hodnota pH vyšší než 7 znamená zásaditý roztok a hodnota pH nižší než 7 znamená kyselý roztok. Čím dále je hodnota pH od 7, tím silněji je roztok kyselý nebo zásaditý. Například voda s hodnotou pH 6 je mírně kyselá a voda s hodnotou pH 3 je silně kyselá.

Pokud jste s touto odpovědí spokojeni, můžete zde přestat číst. Pokud však chcete vědět, co pH skutečně znamená, čtěte dál…

Takže co pH skutečně znamená?“

H“ ve slově pH je elementární symbol pro vodík. Písmeno ‚p‘ může v různých jazycích označovat různé věci, ale nejčastěji se říká, že ‚pH‘ znamená ‚síla vodíku‘. Co to tedy znamená?“

Vodík uváděný v symbolu pH je ve skutečnosti vodíkový ion, který se zapisuje jako H+. Atom vodíku má jeden proton (který má kladný náboj) a jeden elektron (který má záporný náboj). Vodíkový iont je atom vodíku, který odevzdal svůj elektron. Protože již neexistuje záporný náboj elektronu, který by vyrovnával kladný náboj protonu, má H+ čistý kladný náboj (proto „+“ v symbolu).

Technická poznámka: Někdy se vodíkový ion zapisuje jako hydroniový ion (H3O+).

Přítomnost H+ způsobuje, že voda je kyselá. Kyselina je sloučenina, která přímo nebo nepřímo přispívá H+ do vody. Například kyselina chlorovodíková (HCl) ve vodě disociuje na vodíkové (H+) a chloridové (Cl-) ionty a právě H+ přispívá ke kyselosti vody. Čím vyšší je koncentrace H+, tím je voda kyselejší.

HCl ® H+ + Cl-

Koncentraci H+ lze vyjádřit v molech na litr vody (jeden mol je 6,022×1023 objektů, známé také jako Avogadrovo číslo). Hodnota pH odráží koncentraci H+ takto:

(koncentrace H+ v mol/l) = 10-pH

Například při pH 6 je koncentrace H+ 10-6 neboli 0,000001 mol/l. Při pH 3 je koncentrace 10-3 neboli 0,001 mol/L.

Technická poznámka: Profesionální chemici mohou používat mírně odlišné definice pH, které zohledňují neideální chování vodíkového iontu nebo které používají jiné jednotky koncentrace (například moly na kg vody), ale výše uvedený vztah vysvětluje význam pH pro mnoho lidí dostatečně dobře.

Co neutrální a zásadité roztoky?

Molekuly vody se rozpadají na dva ionty, vodíkový iont (H+) a hydroxylový iont (OH-):

H2O = H+ + OH-

Tato reakce je vratná, takže H+ a OH- se mohou znovu spojit a vytvořit molekuly vody. V každém okamžiku jsou koncentrace H+ a OH- velmi malé ve srovnání s množstvím molekul vody.

Stává se, že při pH 7 jsou koncentrace H+ a OH- stejné. Proto je pH 7 považováno za neutrální pH. Pod hodnotou pH 7 je koncentrace H+ větší než koncentrace OH-, takže voda je kyselá. Nad pH 7 je koncentrace OH- větší než koncentrace H+, takže voda je zásaditá.

Při vysokém pH je koncentrace H+ velmi malá. Například při pH 11 je koncentrace H+ 10-11 neboli 0,00000000001 mol/l. Koncentrace OH- je však odpovídajícím způsobem vyšší. Koncentraci OH- lze vyjádřit takto:

(koncentrace OH- v mol/L) = 10pH-14

Při pH 11 je koncentrace OH- 1011-14 (10-3) neboli 0,001 mol/L, což je stejné jako koncentrace H+ při pH 3. V případě, že je koncentrace OH- vyšší než 0,001 mol/L, je koncentrace OH- nižší než koncentrace H+.

Stupnice pH: mocnina vodíku

Stupnice pH je logaritmická stupnice, kde rozdíl jedné jednotky pH představuje mocninu deseti rozdílu v koncentraci H+. Například koncentrace H+ při pH 5 je desetkrát vyšší než při pH 6, 100krát vyšší než při pH 7 a 1000krát vyšší než při pH 8. Protože každá jednotka pH představuje desetinásobek rozdílu v koncentraci H+, představuje hodnota pH „sílu vodíku“. Ve skutečnosti se pH nejčastěji definuje jako záporný logaritmus koncentrace H+:

pH = -log10

Stejné obecné schéma platí i pro OH-. Koncentrace OH- při pH 8 je desetkrát vyšší než při pH 7, stokrát vyšší než při pH 6 atd.

pH	Koncentrace H+, mol/l	Koncentrace OH-, mol/L
		1×10-14
		1×10-13
		1×10-12
		1×10-11
		1×10-10
		1×10-9
		1×10-8
	1×10-7	1×10-7
	1×10-8
	1×10-9
	1×10-10
	1×10-11
	1×10-12
	1×10-13
	1×10-14

Častým omylem je, že stupnice pH začíná na nule a končí na čísle 14. V tomto případě se jedná o chybu. Ve skutečnosti jsou možné i záporné hodnoty pH a hodnoty pH vyšší než 14. Například koncentrované kyseliny běžné v laboratořích a průmyslu mají záporné hodnoty pH. Dokonce i v životním prostředí byly v extrémních situacích pozorovány hodnoty pH až -3,6.

.