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pH

1924
  • Søren Peder Lauritz Sørensen
  • G. N. Lewis
  • IUPAC
Misurazione del pH in laboratorio con un misuratore digitale in chimica analitica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Il pH è formalmente definito come il logaritmo decimale negativo dell'attività dello ione idrogeno, [latex]a_{H^+}[/latex]. La formula è [latex]pH = -\log_{10}(a_{H^+})[/latex]. L'attività è la concentrazione effettiva di ioni idrogeno, tenendo conto delle forze intermolecolari, ed è adimensionale. Per le soluzioni diluite, l'attività è approssimativamente uguale alla concentrazione molare degli ioni [latex]H^+[/latex], semplificando il calcolo.

La definizione moderna di pH basata sull'attività degli ioni idrogeno (a_{H^+}[/latex]) è un perfezionamento della proposta originale di Sørensen del 1909, che utilizzava la concentrazione di ioni idrogeno. L'attività è correlata alla concentrazione (c[/latex]) tramite il coefficiente di attività (γ_{H^+}[/latex]): a_{H^+} = γ_{H^+} ⋅ c/c⁰[/latex], dove c⁰[/latex] è la concentrazione standard (1 mol/L). In soluzioni diluite, γ_{H^+}[/latex] si avvicina a 1 e l'attività approssima la concentrazione. Tuttavia, in soluzioni più concentrate, le interazioni ioniche riducono la concentrazione effettiva, rendendo più accurata la definizione basata sull'attività.

Poiché l'attività di un singolo ione non può essere misurata in modo indipendente, la IUPAC ha stabilito una definizione operativa. Questa definizione si basa su una cella di riferimento standard primaria e una serie di soluzioni tampone standard certificate con valori di pH assegnati. Una misurazione pratica del pH confronta il potenziale di un elettrodo nella soluzione campione con il suo potenziale in questi tamponi standard, calibrando efficacemente la misurazione rispetto alla scala stabilita. Ciò garantisce la coerenza e la comparabilità dei valori di pH misurati in tutto il mondo.

UNESCO Nomenclature: 2201
– Chimica analitica

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Teoria di Arrhenius degli acidi e delle basi
  • legge dell'azione di massa di Guldberg e Waage
  • concetto di attività chimica di GN Lewis
  • sviluppo delle scale logaritmiche
  • scala del pH iniziale di Sørensen basata sulla concentrazione

Applicazioni

  • monitoraggio della qualità dell'acqua
  • analisi del suolo in agricoltura
  • diagnostica clinica (analisi dei gas nel sangue)
  • produzione di alimenti e bevande
  • sintesi chimica
  • formulazione farmaceutica

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

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Contesto storico

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(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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