PH I L Prima di parlare del ph, vediamo cos'è una trasformazione fisica.
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IL
PH
Prima di parlare del ph, vediamo
cos’è una trasformazione fisica.
LE
trasformazioni
Fisiche e
chimiche
Una trasformazione fisica non
modifica la natura delle
sostanze di partenza.
Una reazione chimica modifica la
natura delle sostanze di partenza
che si trasformano in altre
sostanze.
La chimica
inventato metodi
La chimica moderna nasce
e strumenti necessari per
come evoluzione dell’alchimia,
lavorare i metalli, preparare
parola che deriva
coloranti e cosmetici o
dal termine arabo al-kimiyà.
produrre il vetro e la carta. A
L’alchimia è un’antica disciplina
partire da queste esperienze,
che si è diffusa in
intorno alla metà
Europa durante il medioevo.
del Seicento nacque la chimica.
Oggi l’alchimista è visto come
La chimica studia la
un mago che cercava di
composizione, la struttura, le
trasformare i metalli in oro o di
proprietà e le trasformazioni
preparare l’elisir di lunga vita,
della materia.
ossia una bevanda capace di
La chimica è una scienza molto
rendere immortali. Anche se
vasta e per poterla studiare
non è possibile considerarli
meglio è stata suddivisa in due
scienziati in senso moderno, gli
parti: la chimica organica e la
alchimisti hanno comunque
chimica inorganica. La chimica
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organica studia i composti del
regole:
carbonio (che sono
• reagenti e prodotti sono
numerosissimi) e
separati da una freccia ( );
le loro trasformazioni. La
• a sinistra della freccia si
chimica inorganica studia
scrivono le formule chimiche
invece i composti e le
dei reagenti, ognuna
trasformazioni che riguardano
con il proprio coefficiente;
tutti gli altri elementi.
• a destra della freccia si
Le equazioni chimiche
scrivono le formule chimiche
Nelle reazioni chimiche le
dei prodotti, ognuna con il
sostanze di partenza sono
proprio coefficiente;
chiamate reagenti, le sostanze
• quando i reagenti sono più di
che si formano prodotti della
uno, sono separati con un
reazione. Le reazioni chimiche
segno +. Lo stesso
sono rappresentate attraverso
vale per i prodotti.
le equazioni chimiche che
Reazioni chimiche ed energia
sono scritte secondo queste
Ogni reazione chimica è
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accompagnata da sviluppo o
invece avvengono solo se si
assorbimento di energia.
continua a fornire loro calore.
Le reazioni chimiche che
sviluppano calore sono dette
esotermiche. Reazione
esotermica
A + B C + D + calore
Le reazioni chimiche che
assorbono calore sono dette
endotermiche. Reazione
endotermica
A + B + calore C + D
Per esempio le combustioni
sviluppano calore (il calore è un
forma di energia);
le reazioni che avvengono
durante la cottura dei cibi
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Antoine-Laurent Lavoisier Per comprendere meglio il
(1743-1794) è stato il primo significato di questa legge,
chimico che, alla fine del consideriamo la reazione tra il
Settecento, ha provato a metano e l’ossigeno che
pesare con la bilancia analitica produce anidride carbonica e
sia i reagenti sia i prodotti di acqua.
molte reazioni chimiche. In
questo modo, nel 1789
Lavoisier scoprì che:
in ogni reazione chimica la
somma delle masse dei
reagenti è sempre uguale alla
somma delle masse dei
prodotti.
La scoperta di Lavoisier è
conosciuta come legge della
conservazione della massa.
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magnesio è un metallo; lo zolfo
formano ossidi basici. Tutti i
è un non metallo. Nonostante
non metalli reagiscono con
questa differenza, sia il
l’ossigeno e formano ossidi
magnesio che lo zolfo, quando
acidi. Gli ossidi basici, detti
vengono scaldati, reagiscono
anche semplicemente ossidi,
con l’ossigeno presente
sono composti binari (che
nell’aria. Il magnesio brucia
contengono cioè due elementi)
producendo una fiamma molto
formati da un metallo e
luminosa. Il risultato della
dall’ossigeno. Gli ossidi acidi,
reazione è una polvere grigia
chiamati comunemente
che prende il nome di ossido di
anidridi, sono composti binari
magnesio (MgO). Lo zolfo
formati da un non metallo e
invece forma un gas, il diossido
dall’ossigeno. Gli ossidi basici
di zolfo (SO 2 ), chiamato
sono per lo più solidi e si
comunemente anidride
trovano normalmente sulla
solforosa. Tutti i metalli
crosta
reagiscono con l’ossigeno e
terrestre sotto forma di
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minerali. Ricordiamo, per
esempio, il quarzo (diossido
di silicio), la bauxite (ossido di
alluminio) e la cuprite (ossido di
rame).
Gli ossidi acidi sono quasi
sempre gassosi. L’ossido acido
più conosciuto è l’anidride
carbonica che è presente
nell’atmosfera ed è coinvolta
nei cambiamenti
climatici (effetto serra, piogge
acide ecc.).
i nomi delle sostanze: il caso
della CO2.
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Sia gli ossidi basici sia gli
l’idrossido di sodio NaOH,
ossidi acidi reagiscono con
conosciuto con il
l’acqua: gli ossidi basici
nome tradizionale di soda
formano idrossidi (detti anche
caustica, è usato per liberare le
basi), gli ossidi acidi formano
tubature intasate e
acidi (per la precisione
nella produzione dei saponi.
ossiacidi).
L’idrossido di calcio Ca(OH)2
Gli idrossidi sono composti
è un componente
ternari formati da un metallo
fondamentale delle ossa.
seguito da uno o più
L’idrossido di magnesio
gruppi OH, detti ossidrili. Il
Mg(OH)2
numero di gruppi OH è uguale
è utilizzato nei dentifrici e nei
alla valenza del metallo.
medicinali impiegati per trattare
Quasi tutti gli idrossidi sono
la stitichezza.
prodotti artificialmente e sono
A contatto con l’acqua la
utilizzati sia in casa sia
molecola di qualsiasi idrossido
nell’industria. Per esempio
si dissocia in due parti
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dotate di carica elettrica dette acidi: gli ossiacidi (acidi che
ioni: una di queste due parti è contengono l’ossigeno)
lo ione ossidrile e gli idracidi (acidi che non
OH contengono l’ossigeno).
- (leggi o-acca-meno). Per Gli ossiacidi si ottengono dalla
esempio l’idrossido di sodio si reazione di un ossido acido con
dissocia così: NaOH Na+ l’acqua.
+ OH– Gli acidi Gli ossiacidi sono composti
Gli acidi sono composti le cui ternari formati dall’idrogeno, da
molecole a contatto con l’acqua un non metallo e
si dissociano liberando ioni dall’ossigeno (esempi: l’acido
idrogeno H+ carbonico, H2CO3
(leggi acca-più). e l’acido solforico, H2SO4).
Per esempio l’acido cloridrico Gli idracidi, come l’acido
(HCl) si dissocia così: cloridrico (HCl), sono invece
HCl H+ composti binari formati
+ Cl- Esistono due categorie di dall’idrogeno e da un non
metallo.
10I sali derivano dagli acidi per i sali di sodio, potassio e calcio
sostituzione di uno o più atomi regolano il funzionamento dei
di idrogeno con un muscoli, del sangue e dei reni.
non metallo. Il fosfato di calcio invece è il
I sali si possono ottenere componente più importante
facendo reagire un acido con delle ossa del nostro scheletro.
un idrossido; assieme al Il sale più conosciuto è
sale si ottiene anche acqua. sicuramente il cloruro di sodio
I sali sono i componenti (NaCl), chiamato
fondamentali del terreno e sono comunemente sale da cucina.
presenti in grandi quantità nelle Utilizzato per dare sapore ai
acque dei mari e dei fiumi. cibi e per conservare alimenti, il
Sono molto diffusi anche negli cloruro di sodio è ottenuto
alimenti, soprattutto nel latte, facendo evaporare l’acqua del
nella verdura e nella frutta. mare nelle saline o viene
Numerosi sali si trovano anche estratto dai giacimenti di
nel corpo umano. Per esempio salgemma (nome scientifico
halite).
11Tutte le sostanze, sia quelle
sostanza acida diventa rosso;
naturali sia quelle artificiali,
quando invece viene a
possono essere classificate in
contatto con una sostanza
acide, basiche e neutre (cioè
basica diventa verde.
né acide né basiche).
Altri indicatori naturali sono gli
Per scoprire se una sostanza è
estratti di petali di rosa e di
acida, basica o neutra è
gerani che diventano rosso-
possibile usare particolari
arancione a contatto con gli
sostanze chiamate indicatori.
acidi e blu a contatto con le
Un indicatore è una sostanza
basi. Ma cos’è che determina
che, quando viene a contatto
l’acidità e la basicità di una
con sostanze acide o
sostanza? Devi sapere che una
basiche, cambia colore.
piccola percentuale di molecole
Il succo di cavolo rosso è un
d’acqua (tra quelle contenute,
indicatore naturale di colore
per esempio, in un
blu-viola. Quando
bicchiere) si dissocia
viene a contatto con una
12naturalmente in due parti: lo
modificano l’equilibrio tra gli
ione ione idrogeno (H+
ioni H+
) e lo
e gli ioni OH–
ione ossidrile (OH
. Un esempio di sostanza
-).
neutra è il cloruro di sodio
H2O H+ + OH-
NaCl.
La basicità o l’acidità di una
• Una sostanza è acida se
sostanza dipende da quanti
fornisce ioni H+
sono gli ioni H + in
e non ioni OH–
rapporto agli ioni OH-.
. Un esempio di sostanza acida
• L’acqua pura è neutra perché
è l’acido cloridrico, HCl.
ha un numero di ioni H+
• Una sostanza è basica se
uguale al numero di
fornisce ioni OH–
ioni OH–
e non ioni H+
. In generale sono neutre tutte
. Un esempio di
le sostanze che disciolte in
sostanza basica è l’idrossido di
acqua non
sodio, NaOH.
13È abbastanza facile capire che
Søren Sørensen (1868-1939)
come un tuo compagno può
propose, nel 1909, di usare la
essere “più forte”
scala del Ph.
di un altro anche un acido può
Il Ph (potenziale idrogeno)
essere “più forte” di un altro. La
indica il grado di acidità o di
“forza” di un acido (cioè il suo
basicità di una sostanza.
grado di acidità) si misura dalla
quantità di ioni H+
che riesce
a fornire. In modo simile, la
forza di una base (cioè il suo
grado di basicità) si
misura dalla quantità di ioni
OH– che riesce a fornire.
Per misurare il grado di acidità
o di basicità di una sostanza il
chimico danese
14La scala del pH va da 0 a 14. • con una miscela di diversi
Il valore 7 indica una sostanza indicatori. I vari indicatori sono
neutra. • Le sostanze acide mescolati e dosati in modo da
hanno pH che va da 0 a 7. Da poter distinguere, con diversi
0 a 7 l’acidità diminuisce. • Le colori, tutti i valori della scala
sostanze basiche hanno pH del pH da 0 a 14. Per misure
che va da 7 a 14. Da 7 a 14 la più accurate del pH si utilizzano
basicità cresce. Per esempio i pH-metri (leggi piaccametri). Il
l’acido delle batterie è un acido pH-metro è uno strumento che
forte (pH vicino a 0); l’acqua del misura il pH di una soluzione
mare è debolmente basica (pH grazie al segnale proveniente
= 8); l’ammoniaca è una base da una sonda immersa nella
forte (pH = 11). Per misurare il soluzione. Il segnale viene
pH di una sostanza si utilizza elaborato da un dispositivo
l’indicatore universale. elettronico e il valore del pH
L’indicatore universale è una viene visualizzato attraverso un
sottile striscia di carta imbevuta numero su un display.
15La scala del PH
GRAZIE Daniele Verni Labella Gianfranco Angela Benfatta
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