Muitas pessoas estão conscientes de que o pH tem algo a ver com ácidos ou bases e que é importante para coisas como a qualidade da água, a produção de alimentos, a vida aquática e as plantas, mas poucos entendem realmente o que significa.

Em termos mais simples, um valor de pH indica quão ácida ou básica é a água. Um pH de 7 indica uma solução neutra, um pH superior a 7 indica uma solução básica, e um pH inferior a 7 indica uma solução ácida. Quanto mais distante um valor de pH for de 7, mais fortemente ácido ou básico ele é. Por exemplo, água com um pH de 6 é ligeiramente ácida, e água com um pH de 3 é altamente ácida.

Se estiver satisfeito com esta resposta, pode parar de ler aqui. Mas se quiser saber o que o pH realmente significa, leia em…

Então o que significa realmente pH?

O ‘H’ em pH é o símbolo elementar para o hidrogênio. O ‘p’ pode se referir a diferentes coisas em diferentes idiomas, mas o ‘pH’ é o que mais comumente se diz que significa ‘poder do hidrogênio’. Então o que isto significa?

O hidrogénio referido no símbolo do pH é na verdade o ião hidrogénio, que está escrito como H+. Um átomo de hidrogênio tem um próton (que tem uma carga positiva) e um elétron (que tem uma carga negativa). O íon de hidrogênio é um átomo de hidrogênio que desistiu do seu elétron. Como não há mais carga negativa do elétron para equilibrar a carga positiva do próton, H+ tem uma carga líquida positiva (daí o ‘+’ no símbolo).

Nota técnica: Às vezes o íon hidrogênio é escrito como o íon hidrônio (H3O+).

A presença de H+ é o que torna a água ácida. Um ácido é um composto que contribui com H+ para a água, quer directa quer indirectamente. Por exemplo, o ácido clorídrico (HCl) dissocia-se nos íons hidrogênio (H+) e cloreto (Cl-) na água, e é o H+ que contribui para a acidez da água. Quanto maior a concentração de H+, mais ácida a água é.

HCl ® H+ + Cl-

A concentração de H+ pode ser expressa em termos de toupeiras por litro de água (uma toupeira é 6,022×1023 objectos, também conhecidos como número Avogadro). O valor de pH reflete a concentração de H+ da seguinte forma:

(concentração de H+ em mol/L) = 10-pH

Por exemplo, a pH 6, a concentração de H+ é 10-6 ou 0,000001 mol/L. No pH 3, a concentração é 10-3 ou 0,001 mol/L.

Nota técnica: Os químicos profissionais podem usar definições ligeiramente diferentes de pH que explicam o comportamento não-ideal do íon hidrogênio ou que usam unidades de concentração diferentes (como toupeiras por kg de água), mas a relação acima explica bem o significado de pH para muitas pessoas.

E as soluções neutras e básicas?

As moléculas de água quebram-se em dois iões, o ião hidrogénio (H+) e o ião hidroxilo (OH-):

H2O = H+ + OH-

Esta reacção é reversível, de modo que H+ e OH- podem recombinar-se para formar moléculas de água. Em qualquer momento, as concentrações de H+ e OH- são muito pequenas em comparação com a quantidade de moléculas de água.

Acontece que a pH 7, as concentrações de H+ e OH- são iguais. É por isso que o pH 7 é considerado o pH neutro. Abaixo do pH 7, a concentração de H+ é maior do que a concentração de OH-, tornando a água ácida. Acima do pH 7, a concentração de OH- é maior que a concentração de H+, tornando a água básica.

A um pH elevado, a concentração de H+ é muito pequena. Por exemplo, no pH 11, a concentração de H+ é 10-11 ou 0,00000000001 mol/L. A concentração de OH-, no entanto, é correspondentemente mais elevada. A concentração de OH- pode ser expressa da seguinte forma:

(concentração de OH- em mol/L) = 10pH-14

No pH 11, a concentração de OH- é 1011-14 (10-3) ou 0,001 mol/L, que é a mesma que a concentração de H+ no pH 3.

A escala de pH: o poder do hidrogênio

A escala de pH é uma escala logarítmica onde a diferença de uma unidade de pH representa uma potência de dez diferenças na concentração de H+. Por exemplo, a concentração de H+ no pH 5 é dez vezes maior que no pH 6, 100 vezes maior que no pH 7 e 1000 vezes maior que no pH 8. Como cada unidade de pH representa uma potência de dez diferenças na concentração de H+, o valor do pH representa a “potência do hidrogênio”. Na verdade, o pH é mais frequentemente definido como o logaritmo negativo da concentração de H+:

pH = -log10

O mesmo padrão geral aplica-se ao OH-. A concentração de OH- a pH 8 é dez vezes maior que a pH 7, 100 vezes maior que a pH 6, e assim por diante.

OH- concentração, mol/L

pH	H+ concentração, 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

Um equívoco comum é que a escala de pH começa em zero e termina em 14. Na verdade, valores negativos de pH e valores de pH superiores a 14 são possíveis. Por exemplo, os ácidos concentrados comuns em laboratórios e na indústria têm valores negativos de pH. Mesmo no ambiente, valores de pH tão baixos quanto -3,6 foram observados em situações extremas.