Mucha gente sabe que el pH tiene algo que ver con los ácidos o las bases y que es importante para cosas como la calidad del agua, la elaboración de alimentos, la vida acuática y las plantas, pero no muchos entienden realmente lo que significa.

En términos más sencillos, un valor de pH indica lo ácida o básica que es el agua. Un pH de 7 indica una solución neutra, un pH superior a 7 indica una solución básica y un pH inferior a 7 indica una solución ácida. Cuanto más se aleja un valor de pH de 7, más fuertemente ácida o básica es. Por ejemplo, el agua con un pH de 6 es ligeramente ácida, y el agua con un pH de 3 es altamente ácida.

Si estás satisfecho con esta respuesta, puedes dejar de leer aquí. Pero si quieres saber qué significa realmente el pH, sigue leyendo…

¿Qué significa realmente el pH?

La ‘H’ de pH es el símbolo elemental del hidrógeno. La ‘p’ puede referirse a diferentes cosas en diferentes idiomas, pero el ‘pH’ se dice más comúnmente que significa ‘poder del hidrógeno’. ¿Qué significa esto?

El hidrógeno al que se refiere el símbolo del pH es en realidad el ion hidrógeno, que se escribe como H+. Un átomo de hidrógeno tiene un protón (que tiene carga positiva) y un electrón (que tiene carga negativa). El ion hidrógeno es un átomo de hidrógeno que ha cedido su electrón. Como ya no hay carga negativa del electrón para equilibrar la carga positiva del protón, el H+ tiene una carga positiva neta (de ahí el «+» en el símbolo).

Nota técnica: A veces el ion hidrógeno se escribe como ion hidronio (H3O+).

La presencia de H+ es lo que hace que el agua sea ácida. Un ácido es un compuesto que aporta H+ al agua, ya sea directa o indirectamente. Por ejemplo, el ácido clorhídrico (HCl) se disocia en los iones hidrógeno (H+) y cloruro (Cl-) en el agua, y es el H+ el que contribuye a la acidez del agua. Cuanto mayor es la concentración de H+, más ácida es el agua.

HCl ® H+ + Cl-

La concentración de H+ puede expresarse en términos de moles por litro de agua (un mol es 6,022×1023 objetos, también conocido como número de Avogadro). El valor del pH refleja la concentración de H+ de la siguiente manera:

(concentración de H+ en mol/L) = 10-pH

Por ejemplo, a pH 6, la concentración de H+ es 10-6 o 0,000001 mol/L. A pH 3, la concentración es de 10-3 o 0,001 mol/L.

Nota técnica: Los químicos profesionales pueden utilizar definiciones de pH ligeramente diferentes que tengan en cuenta el comportamiento no ideal del ion hidrógeno o que utilicen unidades de concentración diferentes (como moles por kg de agua), pero la relación anterior explica el significado del pH lo suficientemente bien para mucha gente.

¿Qué pasa con las soluciones neutras y básicas?

Las moléculas de agua se rompen en dos iones, el ion hidrógeno (H+) y el ion hidroxilo (OH-):

H2O = H+ + OH-

Esta reacción es reversible, por lo que el H+ y el OH- pueden recombinarse para formar moléculas de agua. En un momento dado, las concentraciones de H+ y OH- son muy pequeñas comparadas con la cantidad de moléculas de agua.

Sucede que a pH 7, las concentraciones de H+ y OH- son iguales. Por eso el pH 7 se considera el pH neutro. Por debajo de pH 7, la concentración de H+ es mayor que la de OH-, lo que hace que el agua sea ácida. Por encima de pH 7, la concentración de OH- es mayor que la concentración de H+, lo que hace que el agua sea básica.

A un pH alto, la concentración de H+ es muy pequeña. Por ejemplo, a pH 11, la concentración de H+ es de 10-11 o 0,00000000001 mol/L. La concentración de OH-, sin embargo, es correspondientemente mayor. La concentración de OH- puede expresarse de la siguiente manera:

(concentración de OH- en mol/L) = 10pH-14

A pH 11, la concentración de OH- es 1011-14 (10-3) o 0,001 mol/L, que es la misma que la concentración de H+ a pH 3.

La escala de pH: la potencia del hidrógeno

La escala de pH es una escala logarítmica en la que una diferencia de una unidad de pH representa una diferencia de una potencia de diez en la concentración de H+. Por ejemplo, la concentración de H+ a pH 5 es diez veces mayor que a pH 6, 100 veces mayor que a pH 7 y 1000 veces mayor que a pH 8. Como cada unidad de pH representa una diferencia de una potencia de diez en la concentración de H+, el valor del pH representa la «potencia del hidrógeno». De hecho, el pH se define más a menudo como el logaritmo negativo de la concentración de H+:

pH = -log10

El mismo patrón general se aplica al OH-. La concentración de OH- a pH 8 es diez veces mayor que a pH 7, 100 veces mayor que a pH 6, y así sucesivamente.

pH	Concentración de H+, mol/L	Concentración de 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

Un error común es pensar que la escala de pH comienza en cero y termina en 14. En realidad, son posibles los valores negativos de pH y los valores de pH superiores a 14. Por ejemplo, los ácidos concentrados habituales en los laboratorios y la industria tienen valores de pH negativos. Incluso en el medio ambiente, se han observado valores de pH tan bajos como -3,6 en situaciones extremas.