¿Qué significa realmente pH?

El pH (siempre escrito con p pequeña y H grande) de una sustancia es una indicación de cuántos iones de hidrógeno se forman en un determinado volumen de agua. No hay un acuerdo absoluto sobre lo que realmente significa "pH", pero la mayoría de las personas lo definen como algo así como "potencia de hidrógeno" o "potencial de hidrógeno". Ahora aquí es donde se vuelve confuso para aquellos de ustedes que no les gustan las matemáticas. La definición correcta de pH es que es menos el logaritmo de la actividad del ion hidrógeno en una solución (o, si lo prefiere, el logaritmo del recíproco de la actividad del ion hidrógeno en una solución). Trago. ¿Qué significa eso?

La escala de pH se relaciona directamente con la concentración de iones de hidrógeno en una solución, pero no de una forma lineal simple. La relación es lo que llamamos un "exponencial negativo": cuanto más alto es el pH (más baja la acidez), menos son los iones de hidrógeno, pero hay mucho menos iones a un pH alto que a un pH bajo.

Es más simple de lo que parece. Vamos a deshacerlo un poco a la vez. Supongamos que tiene algún chapoteo líquido en su acuario y quiere saber si es seguro para los peces ángel que desea conservar. Usted obtiene su medidor de pH y lo pega en el "agua" (que en realidad es una mezcla de agua con otras cosas disueltas en él). Si el agua es muy ácida, habrá muchos iones de hidrógeno activos y casi ningún ion hidróxido. Si el agua es muy alcalina, lo contrario será cierto. Ahora bien, si tiene un dedal lleno de agua y tiene un pH de 1 (es increíblemente, instantáneamente, el pescado es extremadamente ácido), habrá un millón de veces (10 a la potencia de 6, escrito 106) más iones de hidrógeno de lo que habría si el agua fuera neutra (ni ácida ni alcalina), con un pH de 7. Esto se debe a que un pH de 1 significa 101 (que es solo 10), y un pH de 7 significa 107 (10 millones), por lo que Dividiendo los dos nos da 106 (un millón). Habrá 10 millones de millones (1013) más de iones de hidrógeno que si el agua fuera extremadamente alcalina, con un pH de 14. ¿Quizás pueda comenzar a ver de dónde provienen esos misteriosos números de pH?

Supongamos que decidimos inventar una escala de acidez y comenzarla con mucha acidez y llamamos a eso 1. Entonces algo neutral tendrá mucho menos (una millonésima o 10−6 veces más iones de hidrógeno) y algo alcalino tendrá menos aún (eso es una 10 billonésima, o una 10 millones millonésima, o 10−13 veces más. Tratar con todos estos millones y billones y billones es confuso y tonto, por lo que solo tomamos un logaritmo de la cantidad de iones de hidrógeno y nos referimos a la potencia de diez que obtenemos en cada caso. En otras palabras, el pH significa simplemente mirar el número (probablemente gigantesco) de iones de hidrógeno, tomar el poder de 10 y eliminar el signo menos. Eso nos da un pH de 1 para extremadamente ácido, pH 7 para neutro y pH 14 para extremadamente alcalino. "Extremadamente alcalino" es otra forma de decir increíblemente débilmente ácida.

¿Cómo se mide el pH de los suelos en Marte? ¡Sencillo! Usted construye un medidor de pH en una sonda espacial robótica. La sonda espacial Mars Phoenix Lander (izquierda) utilizó este mini laboratorio químico incorporado (derecha) para medir diferentes aspectos del suelo marciano, incluida la acidez y las concentraciones de metales.

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